Догилева М.Н., Хвойницкий М.В., Алексинский В.С., Тарасенко О.А.

УО «Гродненский государственный медицинский университет»

Альтернативное программное обеспечение для цифровой морфометрии.

В настоящее время компьютерная оценка цифровых микрофотографий гистологических препаратов стала одним из ведущих методов патоморфологии. Компьютерная морфометрия широко внедрилась не только в научно-исследовательскую практику, но и стала важной частью рутинной работы врача-патоморфолога. Однако, немаловажными проблемами в данной области остаются относительно малое количество специализированного программного обеспечения, его дороговизна, а также значительное потребление аппаратных ресурсов доступными программами. Так, свободно распространяемая программа для компьютерной морфометрии WCIF ImageJ потребляет при одновременном импорте в программную среду двух микрофотографий более 512 мегабайт физической памяти.

Цель: Создание альтернативной компьютерной программы пригодной для морфометрической оценки цифровых микрофотографий, легковесной и простой в использовании.

Материалы и методы: При написании компьютерной программы использовался язык программирования C++ и фрэймворк Qt. Для тестирования алгоритма были отобраны 10 цифровых микрофотографий гистологических срезов меланом различных стадий инвазивного роста по Кларку и различной толщины по Breslow, окрашенных гематоксилином и эозином по стандартной методике. Также анализировались 20 срезов меланом, окрашенных по стандартной иммуногистохимической методике [1] с использованием мышиных моноклональных антител к компонентам клеточного адгезивного комплекса Е-кадгерин и b-catenin (по 10 срезов для каждого наименования антител). Для компьютерного анализа микропрепараты фотографировали с увеличением ×400.

Результаты: Работа компьютерной программы mashacv основана на подсчёте количества пикселей (точек), входящих в каждую площадку «похожего» цвета. «Похожие» цвета есть цвета из указанного диапазона, который, в свою очередь, задаётся диапазоном оттенка, насыщенностью и яркостью (см. цветовую модель HSV). Цвета в этом диапазоне плавно изменяются следующим образом: красный → жёлтый → зелёный → голубой → синий → пурпурный → красный. Данная цветовая модель отражена в интерфейсе программы графически в виде «ползунков».

Типичный алгоритм работы с программой:

· открытие картинки;

· часть изображения, которая не подлежит анализу, может быть исключена из расчётов (есть «кисть», которой можно обозначить область);

· выбор необходимого диапазона;

· выполнение морфометрической оценки.

При анализе гистологических и иммуногистохимических препаратов меланом программа mashacv продемонстрировала достаточное быстродействие, низкое потребление ресурсов оперативной памяти компьютера, на жёстком диске компьютера занимает 29,3 Мб. Результаты работы программы представляются в виде текстового файла, где отображаются следующие параметры изображения: количество областей заданного цвета, их удельная площадь, среднее значение площади замкнутых областей и их дисперсия.

Изучаемые области могут быть представлены различными гистологическими структурами. При тестировании скрипта таковыми структурами явились ядра клеток меланомы и продукты реакции ДАБ-хромогена.

По результатам оценки программой mashacv 10 гематоксилин-эозиновых срезов меланомы нами была найдена удельная площадь ядер клеток опухоли, отражающая суммарный показатель ядерно-цитоплазматического соотношения в опухолевых клетках. Среднее значение данного показателя для исследованных случаев составило 33,2±2,9%.

По результатам оценки программой mashacv 20 иммуногистохимических препаратов (окраска на компоненты клеточного адгезивного комплекса Е-кадгерин и b-катенина) нами был вычислен показатель «позитивность», представляющий собой отношение числа позитивных (коричневых) пикселей к общему числу пикселей в зоне анализа. Среднее значение данного показателя в для исследованных случаях составило 30±1,4% для Е-кадгерина и 25±1,9 для b-катенина.

Выводы: Разработанный нами программный алгоритм mashacv определяет такие параметры как количество областей заданного цвета, их удельная площадь, среднее значение площади замкнутых областей, их дисперсия. Таким образом, разработанная нами компьютерная программа mashacv может широко использоваться для морфометрической оценки цифровых микрофотографий гистологических и иммуногистохимических препаратов.

Литература:

1. Гуревич, Л.Е.. В.А. Исаков. Использование в иммуногистохимических исследованиях метода восстановления антигенной специфичности, воздействием на ткани, фиксированные формалином. / Л.Е. Гуревич, В.А. Исаков. // Архив патологии. – 1999. – № 2. – С. 48-50.]