РОЗРОБКА МЕТОДУ АНАЛІЗУ ТОМОГРАФІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ КІСТКОВИХ СТРУКТУР
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2020.13.115Ключові слова:
множинна мієлома, обробка зображень, пухлина, ураження кісток, рання діагностика, сегментація зображень, структура кістки, фільтрація зображеньАнотація
Предметом дослідження в статті є морфологічна структура кісткової тканини у поперековому відділі хребта, візуалізована томографією в сагітальній і аксіальній площинах. Метою роботи є створення найбільш інформативного методу дослідження аналізу структури кісткової тканини з урахуванням патології у вигляді метастатичного ураження кісток. Це обумовлено тим, що виявлення патологічних процесів є однією з найважливіших задач обробки та аналізу зображень; при цьому рання діагностика різних патологій, включаючи рак, значно збільшує шанси відновлення пацієнтів Завдання: розглянути існуючі сучасні методи аналізу структури кісткової тканини, розробити і запропонувати метод виявлення патології кісткової тканини при множинній мієломі. Для розробки методів аналізу томографічних зображень при ураженні кісткової структури одним з основоположних питань є наочна візуалізація томографічних даних. При цьому доцільно передбачити модулі як двомірної, так і тримірної візуалізації з методами обробки і сегментації тіл хребців, а також корекції отриманих результатів в інтерактивному режимі. В роботі використовуються методи підвищення якості зображень, фільтрації із застосуванням адаптивних локальних фільтрів, методи сегментації і стереологіі, метод кластерного аналізу. Результатом роботи є отримання методу, придатного для використання в аналізі кісткової тканини з супутньою патологією у вигляді кісткових метастазів. Даний метод буде основою для подальшої розробки методу, спрямованого на аналіз мікроструктури кісткової тканини, що в рази збільшить точність розрахунків. Висновки. Актуальність досліджуваної теми має життєво важливе значення для величезної кількості пацієнтів, які страждають на онкозахворювання. У процесі дослідження було розроблено алгоритми обробки і аналізу вхідних зображень з урахуванням модальності вхідних даних. Це дає можливість розробляти наступний етап аналізу, спрямований на мікроструктуру кісткової тканини.
Посилання
"Center for Medical Statistics of the Ministry of Health of Ukraine" : website, available at :http://medstat.gov.ua/ukr/main.html (last accessed 1.02.2020).
Avrunin, O., Abramova, A. (2019), "The main signs of bone lesions in multiple myeloma", Science and technology: zb. scientific works DVNZ "PDTU", Mariupol, No. 20, P. 174–181.
Bäuerle, T., Hillengass, J., Fechtner, K. et al. (2009), "Multiple myeloma and monoclonal gammopathy of undetermined significance: importance of whole-body versus spinal MR imaging", Radiology, No. 2 (252), P. 477–485.
Proskurina, M., Stegachev, S., Yudin, A. (2012), "Metastatic lesion of the vertebral body", Medical imaging, No. 2, P. 129–130.
Avrunin, O. (2009), "Experience in the development of a biomedical system of digital microscopy", Applied radio electronics, No. 1 (8), P. 46–52.
Kang, D. J., Lee, S. J., Na, J. E., Seong, M. J., Yoon, S. Y., Jeong, Y. W., Ahn, J. P., Rhyu, I. J. (2018), "Atmospheric scanning electron microscopy and its applications for biological specimens", Microscopy Research and Technique, Vol. 82, No. 1, P. 53–60.
Kim, G. J., Yoo, H. S., Lee, K. J., Choi, J. W., Hee, A. J. (2018), "Image of the micro-computed tomography and atomic-force microscopy of bone in osteoporosis animal model", Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol. 18, No. 10, P. 6726–6731.
Avrunin, O. (2006), "Experience in software development for tomographic data visualization", Bulletin of NTU "KhPI", No. 23, P. 3–8.
Choël, L., Last, D., Duboeuf, F., Seurin, M. J., Lissac, M., Briguet, A., Guillot, G., Choel, L., Last, D., Duboeuf, F., Seurin, M. J., Lissac, M., Briguet, A., Guillot, G. (2004), "Trabecular alveolar bone microarchitecture in the human mandible using high resolution magnetic resonance imaging", Dentomaxillofacial Radiol, No. 33 (3), P. 177–182.
Krug, R., Burghardt, A. J., Majumdar, S., Link, T. M. (2010), "High-Resolution Imaging Techniques for the Assessment of Osteoporosis", Radiol. Clin. North Am., No. 48 (3), P. 601–621.
Chang, G., Deniz, C. M., Honig, S., Egol, K., Regatte, R. R., Zhu, Y., Sodickson, D. K., Brown, R. (2014), "MRI of the hip at 7T: feasibility of bone microarchitecture, high-resolution cartilage, and clinical imaging", Magn. Reson. Imaging, No. 39 (6), P. 1384–1393.
Magland, J. F., Rajapakse, C. S., Wright, A. C., Acciavatti, R., Wehrli, F. W. (2010), "3D fast spin echo with out-of-slab cancellation: a technique for high-resolution structural imaging of trabecular bone at 7 Tesla", Magn. Reson. Med., No. 63 (3), P. 719–727.
Wegst, U. G. K., Bai, H., Saiz, E., Tomsia, A. P., Ritchie, R. O. (2015), "Bioinspired structural materials", Nature Materials, Vol. 14, P. 23–36.
Koga, D., Kusumi, S., Shodo, R., Dan, Y., Ushiki, T. (2015), "High-resolution imaging by scanning electron microscopy of semithin sections in correlation with light microscopy", Microscopy, Vol. 64, No. 6, P. 387–394.
Koga, D., Ushiki, T., Watanabe, T. (2017), "Novel scanning electron microscopy ethods for analyzing the 3D structure of the Golgi apparatus", Anatomical Science International, Vol. 92, No. 1, P. 37–49.
Han, S. W., Tamaki, T., Adachi, T. (2015), "A novel osteoblast/osteocyte selection method in primary isolated chick bone cells by atomic force microscopy", Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol. 15, No. 5, P. 3923–3927.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Hanna Abramova, Oleg Avrunin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
