СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ АКТИВНОСТИ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ КОСТИ
METHOD OF QUANTITATIVE EVALUATION OF BONE REMODELLING ACTIVITY

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при оценке процесса ремоделирования кости.
Известен способ стереологической оценки объемных долей минерализованной кости и остеоида путем визуального выделения красного и синего цветов в изображениях окрашенных по Массону-трихром микропрепаратов дистракционного регенерата (Ваганова С.Н., Варсегова Т.Н., Копкова Н.В., Ступина Т.А. Применение компьютерной томографии и гистостереометрии для изучения костного регенерата. Тезисы докладов областной научно-практической конференции: III фестиваль-конкурс научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов Курганской области. 2000. С.7).
Однако данный способ носит субъективный характер и не позволяет количественно оценить активность ремоделирования кости.
Известен метод количественной колориметрии цифровых изображений, включающий преобразование изображения в электронный сигнал (оцифровку изображения), количественное сравнение указанного сигнала с заготовленным электронным эталоном путем расчета средних значений интенсивности по каналам RGB, представляющих цвет изображения, и хранение результатов в памяти компьютера, на магнитных или оптических дисках (патент US №6233395, источник: http://www.freepatentsonline.com/6233395.html Title: Method for quantitative iris colorimetry).
Однако указанный способ малопригоден для анализа многоцветных объектов и не предусматривает возможности оценки активности ремоделирования кости.
Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего количественную оценку активности течения процесса ремоделирования кости.
Указанная задача решается тем, что в способе количественной оценки активности ремоделирования кости, включающем оцифровку изображений окрашенных трихромным методом по Массону (пропись с анилиновым голубым) поперечных гистологических срезов компактной кости, их подготовку с выбором участка для анализа, расчет колориметрических параметров, количественно представляющих цвет изображения и анализ полученных данных, при проведении оцифровки изображение сохраняют как полноцветный графический файл формата *.bmp без компрессии, выделяют наиболее репрезентативный участок остеонов и вставочных пластинок, удаляют из изображения каналы остеонов, подготовленный участок изображения сохраняют в табличной форме записи графических файлов с определением для каждого пиксела его координат, а также значений интенсивности по каналам красного, зеленого и синего цветов, из массива табличных данных выбирают пикселы, цвет которых описывается неравенством
B
R
G
I>I>I,
B
где I - значение интенсивности синего цвета,
R
I - значение интенсивности красного цвета,
G
I - значение интенсивности зеленого цвета,
подсчитывают выбранные пикселы, рассчитывают их долю в общем количестве пикселов анализируемого изображения и если она составляет менее 10%, активность ремоделирования кости оценивают как низкую, при 10-50% - как среднюю и свыше 50% - как высокую.
Способ поясняется описанием, примером практического использования и иллюстративным материалом, на котором изображено:
Фиг.1. Изображение поперечного гистологического среза компактной кости (корковой пластинки большеберцовой кости собаки). Окраска по Массону-трихром. Увеличение - 200×.
Фиг.2. Из изображения на фиг.1 удалены и заменены черным каналы остеонов;
Фиг.3. Изображение на фиг.2 кадрировано до размера 255×255 пикселов.
Способ осуществляют следующим образом.
2
Окрашенный трихромным методом по Массону (пропись с анилиновым голубым) поперечный гистологический срез компактной кости вводят в светооптический микроскоп, соединенный с видеокамерой аппаратно-программного комплекса оцифровки изображений, например АПК «ДиаМорф». Установив для видеокамеры режим автоматического баланса белого, стандартизуют освещение и при адекватном увеличении выбирают репрезентативное поле зрения, которое тщательно фокусируют. Полученное изображение сохраняют в памяти компьютера как полноцветный (24 бит/пиксел) графический файл формата *.bmp без компрессии. При необходимости файл транспортируют по телекоммуникационным каналам связи в подразделение, осуществляющее колориметрический анализ; затем в программах-редакторах изображений, например Adobe PhotoShop или DiaMorph разных версий, оконтуривают и вырезают из изображения каналы остеонов, замещая их черным (фон аддитивного цифрового цвета), выделяют участок остеонов и вставочных пластинок размером 255×255 пикселов, имея в виду, что лимит числа строк в таблицах Microsoft Office Excel составляет 256.
B
R
G
Подготовленный таким образом участок изображения переводят в табличную форму записи графических файлов с определением для каждого пиксела его координат по горизонтальной и вертикальной осям изображения, а также значений интенсивности (I) по каналам красного (R), зеленого (G) и синего (В) цветов. Из массива табличных данных выбирают пикселы, цвет которых описывается неравенством I>I>I. Выбранные пикселы подсчитывают и определяют их долю в общем количестве пикселов анализируемого изображения. Если она составляет менее 10%, активность ремоделирования кости оценивают как низкую, при 10-50% - как среднюю и свыше 50% - как высокую.
Практическое использование способа иллюстрирует следующий пример.
Окрашенный трихромным методом по Массону поперечный гистологический срез компактной кости ввели в светооптический микроскоп, соединенный с видеокамерой в составе аппаратно-программного комплекса «ДиаМорф». При увеличении 200× выбрали репрезентативное поле зрения и сохранили полученное изображение в памяти компьютера как полноцветный (24 бит/пиксел) графический файл формата *.bmp без компрессии (Фиг.1). Используя программу Adobe PhotoShop, изображение оконтурили и вырезали из него каналы остеонов, замещая их черным (Фиг.2), а затем выделили участок остеонов и вставочных пластинок размером 255×255 пикселов (Фиг.3).
Подготовленный таким образом участок изображения перевели в табличную форму записи графических файлов с определением для каждого пиксела его координат (по горизонтальной «х» и верикальной «у» осям изображения), а также значений интенсивности (I) по каналам красного (R), зеленого (G) и синего (В) цветов, как это представлено в таблице 1.
Таблица 1
Характеристики первых 15 пикселов анализируемого (Фиг.3) изображения
х
У
R
G
В
0
0
186
130
210
1
0
189
133
214
2
0
188
132
214
3
0
185
129
212
4
0
182
129
209
5
0
180
129
206
6
0
180
129
206
7
0
180
132
212
8
0
181
135
220
9
0
183
139
224
10
0
183
139
227
11
0
176
135
224
12
0
173
133
225
13
0
173
133
225
14
0
170
135
228
15
0
164
131
227
B
R
G
Из массива табличных данных (61058 пикселов) выбрали пикселы, цвет которых описывается неравенством I>I>I. Количество таких пикселов составило 27957, что соответствовало 45,79% от общего числа пикселов в анализируемом изображении. Отмеченное позволило констатировать среднюю активность процесса ремоделирования в исследуемом участке кости.
Использование предложенного способа в РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова показало, что его применение обеспечивает количественную оценку активности течения процесса ремоделирования кости и, тем самым, оптимизирует выбор методик лечения ортопедо-травматологических заболеваний.