Спосіб диференціальної флуоресцентної діагностики патології шлунка

Спосіб диференціальної флуоресцентної діагностики патології шлунка за оцінкою патологічних змін шляхом визначенням статистичних моментів 1-го - 2-го порядків, які характеризують розподіли 3 D.N.Burkovets, S.B.Yermolenko, O.V.Pishak, Y.A.Ushenko // Proc. SPIE. - 1999. - Vol. 4016. P.419-424.], заснований на аналізі картини розподілу мінімумів і максимумів інтенсивності в лазерному зображенні гістологічних зрізів м'язової тканини. Недоліком способу є неможливість вимірювання значень інтенсивності патологічно змінених ділянок у зображенні біологічної тканини та визначення їх топологічного розподілу. Також аналогом способу, що заявляється, є спосіб визначення оптико-геометричної структури біологічних тканин шляхом оцінки координатних розподілів інтенсивності їх лазерних зображень [(O.V.Angelsky, A.G.Ushenko, Yu.A.Ushenko, Ye.G.Ushenko, Yu.Ya.Tomka, V.P.Pishak. Polarization-correlation mapping of biological tissue coherent images // J. Biomed. Opt. - 2005. - Vol.10, No. 6. - P.064025.).]. У способі-аналогу за допомогою поляризатора вимірюють координатний розподіл значень інтенсивності у площині лазерного зображення, за яким судять про оптикогеометричну структуру архітектонічної сітки сполучної і м'язової біологічних тканин. Основним недоліком способу-аналогу є неможливість роздільного аналізу розподілів інтенсивності здорових і патологічно змінених ділянок біологічних тканин людини, а також низька точність вимірювання величини інтенсивності. Прототипом корисної моделі є спосіб діагностики раку за оцінкою статистичної структури розподілів інтенсивності лазерних зображень гістологічних зрізів м'яких тканин (O.V.Angelsky, A.G.Ushenko and Ye.G.Ushenko,"2-D Stokes polarimetry of biospeckle tissues images in pre-clinic diagnostics of their pre-cancer states," J. Holography Speckle 2(1), 26-33, 2005.) при якому онкологічний стан визначається за змін статистичної структури лазерних зображень гістологічних зрізів м'яких тканин. При цьому патологічні зміни оцінюються шляхом обчислення сукупності статистичних моментів 1-го - 2-го порядків розподілів інтенсивності лазерного зображення. Недоліками прототипу є те, що відбувається діагностика раку на пізніх етапах зміни морфологічної структури біологічних тканин, що значно унеможливлює диференціацію стадії захворювання, гальмує ефективність лікування та призводить до залучення додаткових коштів. Нами пропонується рішення, що усуває вказані недоліки. В основу корисної моделі поставлене завдання удосконалити спосіб діагностики раку шляхом оцінки патологічних змін за визначенням статистичних змін розподілів інтенсивності флуоресценції лазерних зображень тканин шлунка для забезпечення розширення функціональних можливостей ранньої діагностики та диференціації стадії онкологічних змін шлунка. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі диференціальної діагностики патології шлунка за лазерною флуоресценцією тканин шлунка людини для оцінки патологічних змін проводять опромінювання гістологічних зрізів біопсії тканин шлунка фіолетовим лазерним випроміню 55311 4 ванням з довжиною хвилі 0,442мкм, вимірюють в кожній точці світлочутливої камери відповідні рівні інтенсивності флуоресценції лазерного зображення гістологічних зрізів біопсії тканин шлунка, визначають статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, що характеризують розподіли інтенсивності флуоресценції, за якими судять про передракові процеси та рак тканин шлунка людини. Спільними ознаками прототипу та рішення, що заявляється, є використання для діагностики патологічних змін визначення величини статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли інтенсивності лазерних зображень гістологічних зрізів біопсії тканин шлунку людини. Корисна модель відрізняється від прототипу тим, що використовують флуоресценцію тканин шлунку із наступною статистичною оцінкою координатних розподілів інтенсивності флуоресцентних лазерних зображень гістологічних зрізів біопсії тканин шлунку людини. Спосіб здійснюється наступним чином. Для оцінки та диференціації патологічного стану шлунка у людини забирають біопсію. За допомогою фіолетового лазера проводять опромінення дослідного зразку когерентним пучком з довжиною хвилі λ=0,442μm, вимірюючи розподіли інтенсивності лазерної флуоресценції у мікроскопічному зображенні гістологічного зрізу біопсії тканини шлунка людини. За оцінкою значень статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіл інтенсивності лазерної флуоресценції у мікроскопічних лазерних зображеннях біопсії тканини шлунка діагностують наявність і диференціюють стадію патології. Теоретичним підґрунтям для використання способу є наступні дані. Ідея [Лазерна поляризаційна морфологія біологічних тканин: статистичний і фрактальний підходи. Монографія / [Ушенко О.Г., Пішак В.П., Ангельський О.В., Ушенко Ю.О.]. - Чернівці: КолірДрук, 2007. - 314 с.] лазерної флуоресценції полягає в опромінюванні тканини шлунка коротко хвильовим когерентним пучком з довжиною хвилі λ=0,442μm, що має енергію W W hc (1) Тут с - швидкість світла; h - стала Планка. При поглинанні такої енергії онкологічно зміненими клітинами відбувається їх активація з наступною флуоресценцію у вигляді перевипромінювання у більш довгохвильовій області λ*=0,523μm W* h c (2) * Таким чином, у залежності від кількості та концентрації таких клітин у тканині шлунка формується координатний розподіл інтенсивності лазерного зображення новоутворенних структур I11 I1n I * (3) Im1 Imn Отже, за виміряними інтенсивностями I(λ*) лазерної флуоресценції можна обчислити статистичні моменти 1-го - 4-го порядків Zj=1;2;3;4 (I) за наступними алгоритмами 5 Z1 1 N I Ni 1 Z2 1 N 2 Ii Ni 1 Z3 1 1 N 3 Ii Z3 N i 1 2 1 1 3 3 I 1 I 2 ... I3N ; Z3 N 2 Z4 1 1 N 4 Ii Z2 N i 1 2 55311 Таблиця 1 1 4 I 1 I42 ... I4N , Z2 N 2 1 I1 I2 ... IN ; N 1 2 2 I 1 I 2 ... I2N ; N (4) де N - кількість пікселів світлочутливої площадки цифрової камери. Використання корисної моделі пояснюється наступним прикладом: нехай опромінюючий пучок є лазерним з довжиною хвилі λ=0,442μm. В якості зразка використали зразки біопсії здорової та з передраковими змінами тканини шлунку людини. Величини статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли інтенсивності флуоресценції лазерних зображень гістологічних зрізів біопсії тканини шлунку людини, відрізняються в 2-4 рази, - таблиця. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 Статистичні моменти 1-го - 4-го порядків розподілів інтенсивності лазерної флуоресценції тканин шлунку людини. Статистичні моНорма Передрак менти Z1 0,13 0,52 Z2 0,32 0,18 Z3 1,38 5,21 Z4 2,29 6,87 Технічний результат забезпечує нова сукупність дій, яка складає запропонований спосіб, що призводить до розширення функціональних можливостей диференціальної діагностики патології шлунка людини шляхом статистичного моніторингу зміни структури розподілу інтенсивності флуоресценції лазерних зображень гістологічних зрізів біопсії тканин шлунка. При цьому вперше використано лазерне випромінювання із довжиною хвилі λ=0,442μm та проведення статистичного моніторингу змін розподілів інтенсивності лазерної флуоресценції тканин шлунка людини. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601