Спосіб поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода за стокс- поляриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів, який відрізняється тим, що для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза паралельним циркулярно поляризованим пучком гелій-неонового лазера з довжиною хвилі 0,6328 мкм, зображення гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD-камери, що містить 800´600 пікселів, за допомогою пропускання об'єктного випромінювання крізь право- та лівоциркулярно поляризований фільтр визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли четвертого параметру вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода.

Текст

Реферат: Спосіб поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода за стоксполяриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів, причому для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза паралельним циркулярно поляризованим пучком гелій-неонового лазера з довжиною хвилі 0.6328 мкм, зображення гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD-камери, що містить 800600 пікселів, за допомогою пропускання об'єктного випромінювання крізь право- та лівоциркулярно поляризований фільтр визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли четвертого параметру вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода. UA 94688 U (54) СПОСІБ ПОЛЯРИЗАЦІЙНОЇ ДІАГНОСТИКИ СТУПЕНЯ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ТКАНИН ОЧНОЇ ЯМКИ ПЛОДА UA 94688 U UA 94688 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а також фізичної оптики, і може бути використана для об'єктивної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода, що актуально у об'єктивній діагностиці розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу. На даний час не існує об'єктивного, точного, швидкого та зручного способу діагностики розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу. Окрім цього гістологічне дослідження є надзвичайно трудомістким і таким, що потребує спеціального виготовлення препаратів. У результаті виникає ризик індивідуальних похибок експерта та подовжується час досліджень. Наш спосіб, що заявляється, дозволяє уникнути вказаних недоліків, значно об'єктивізувати оцінювання ступеня кристалізації органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу та отримати точні дані, які не залежать від суб'єктивної оцінки лікаря-діагноста. Відомий ряд оптичних способів, які досліджують координатний розподіл фазових зсувів між ортогональними компонентами амплітуди лазерного випромінювання, перетвореного біологічними об'єктами. Спосіб - аналог, описаний в [A.G.Ushenko, and V.P.Pishak. Laser Polarimetry of Biological Tissue. Principles and Applications // in Coherent-Domain Optical Methods. Biomedical Diagnostics, Environmental and Material Science / ed. V.Tuchin. - Kluwer Academic Publishers, 2004. - P.67.], заснований на аналізі картини розподілу фазових зсувів в лазерному випромінюванні, розсіяному зразком крові людини. Недоліком способу є низька точність вимірювання фазових зсувів у полі розсіяного лазерного випромінювання. Також аналогом способу, що заявляється, є спосіб визначення оптико-анізотропної структури біологічних рідин шляхом оцінки координатних розподілів фазових зсувів між ортогональними компонентами поляризації лазерного випромінювання [(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-аналозі за допомогою чвертьхвильової пластинки і поляризатора вимірюють координатний розподіл азимутів і еліптичності поляризації у площині лазерного зображення, за яким обчислюють двовимірний розподіл фаз у лазерному зображенні мазку крові. Основним недоліком способу-аналогу є неможливість прямого вимірювання та необхідність операції математичного обчислення координатного розподілу фазових зсувів у лазерних зображеннях зразків крові, а також неоднозначність при диференціації типу запальних процесів. Прототипом корисної моделі є спосіб діагностики запальних процесів за оцінкою статистичної структури обчислених фазових зображень плазми крові людини [Поляризаційна корелометрія біологічних тканин людини. Авторський колектив: О.Г. Ушенко, В.П. Пішак, О.П. Пересунько, Ю.О. Ушенко, Л.І. Бізер, Ю.Я. Томка, А.В. Мотрич. Монографія. - Чернівці: Рута, 2007. - 608 с. друк. Арк.. 47.12)], при якому стан запалення визначається за діагностикою зміни фазових зображень полікристалічних мазків плазми крові людини. При цьому ступінь запальних змін оцінюються шляхом обчислення середнього і дисперсії розподілів фазових зсувів у лазерних зображеннях полікристалічних плівках плазми крові. Недоліками прототипу є те, що він спрямований на визначення ступеня кристалізації оптично тонких полікристалічних плівок біологічних рідин. Внаслідок цього неможливим є пряме експериментальне вимірювання ступеня кристалізації біологічних тканин з кратними актами світлорозсіяння. Нами пропонується рішення, що усуває вказані недоліки. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб діагностики розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу шляхом оцінки такого процесу за обчисленням статистичних моментів 1-го 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за змінами значень яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода для забезпечення розширення функціональних можливостей такого моніторингу, а також у підвищенні точності вимірювання параметрів оптичної анізотропії. Поставлена задача вирішується тим, що у способі поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода за стокс-поляриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'язу для оцінки змін ступеня кристалізації речовини проводять опромінювання паралельним циркулярно поляризованим пучком гелій-неонового лазера з довжиною хвилі 1 UA 94688 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.6328 мкм, зображення гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD-камери, що містить 800600 пікселів. За допомогою пропускання крізь право- та лівоциркулярно поляризований фільтр визначаються дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли четвертого параметру вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерву та окорухового м'язу очної ямки плода. Спільними ознаками прототипу та рішення, що заявляється, є використання для діагностики розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу змін кристалічної побудови біологічних тканин. Корисна модель відрізняється від прототипу тим, що для оцінки для оцінки змін ступеня кристалізації речовини проводять опромінювання паралельним циркулярно поляризованим пучком гелій-неонового лазера з довжиною хвилі 0.6328 мкм, зображення гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD-камери, що містить 800600 пікселів. За допомогою пропускання крізь право- та лівоциркулярно поляризований фільтр визначаються дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли четвертого параметру вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода. Спосіб здійснюється наступним чином. Для оцінки розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу виготовляють гістологічний препарат. За допомогою пристрою проводять лазерне опромінення дослідного зразку гістологічного зрізу біологічної тканини, вимірюючи розподіли параметрів четвертого параметру вектора Стокса. За оцінкою величини набору статистичних моментів 1-го - 4-го порядків таких розподілів діагностують розвиток органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу. Теоретичним підґрунтям для використання способу є наступні дані. На фіг. 1 показано оптичну схему поляриметра для вимірювання сукупності координатних розподілів параметрів вектора Стокса зображення гістологічних зрізів біологічних тканин. Оптична схема поляриметра, де 1 - He-Ne лазер; 2 - коліматор; 3 - стаціонарна чвертьхвильова платівки; 5, 8 - механічно рухомі чвертьхвильові платівки; 4, 9 - поляризатор та аналізатор відповідно; 6 - об'єкт дослідження; 7 - мікрооб'єктив; 10 - CCD камера; 11 персональний комп'ютер. 4 Освітлення проводилося паралельним ( = 10 мкм) пучком He-Ne лазера ( = 0.6328 мкм, W = 5.0 мВт). Поляризаційний освітлювач складається з чвертьхвильових пластинок 3; 5 і поляризатора 4, що забезпечує формування лазерного пучка з довільним азимутом 0  0  180° або еліптичністю 0  0  90 поляризації. Поляризаційні зображення біологічних тканин за допомогою мікрооб'єктива 7 проектувалися в площину світлочутливої площини (800600 пікселів) CCD-камери 10, яка забезпечувала діапазон вимірювання структурних елементів зображення біологічних тканин для наступних розмірів 2 мкм - 2000 мкм. Умови експерименту підбиралися так, щоб практично усунути просторово-кутову апертурну фільтрацію при формуванні зображень біологічних тканин. Це забезпечувалося узгодженням кутових характеристик індикатрис розсіяння світла зразками біологічних тканин (БТ  16°) і кутової апертури мікрооб'єктива (Δ = 20°). Тут БT - кутовий конус индикатрис, у якому сконцентровано 98 % всієї енергії розсіяного випромінювання. Аналіз зображень гістологічних зрізів біологічних тканин здійснювався за допомогою поляризатора 9 та чвертьхвильової пластинки 8. Обчислення другого параметру вектора Стокса здійснювалося за формулою S4 = I - І, (2) де I i І - інтенсивності пропущених крізь право- () та ліво - () циркулярно поляризований фільтри, відповідно. 2 UA 94688 U Обчислення статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, здійснювалося за співвідношеннями 1   R1    i ;  i1 R  2  R3  R  4 5 1  2   i ;  i1 1 R   3 2 1 R   2 2 (3) 1  3   i ;  i1 1  4   i ;  i1 де N = 800600 - повна кількість пікселів CCD-камери 10 (фіг. 1), яка реєструє поле розсіяного біологічними шарами лазерного випромінювання. Використання корисної моделі пояснюється наступним прикладом. Як зразок використали гістологічні зрізи параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода другого параметру вектора Стокса. Статистичні моменти, що характеризують поляризаційну структуру зображень таких зразків відрізняються в 2,15-3,8 рази. 10 Статистичні моменти 1-й 2-й 3-й 4-й 15 20 параорбітальна клітковина зоровий нерв окоруховий м'яз 0,11 0,17 1,42 1,26 0,21 0,11 2,37 0,98 0,38 0,14 2,87 0,81 Технічний результат забезпечує нова сукупність дій, яка складає запропонований спосіб, що призводить до розширення функціональних можливостей діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода за стокс-поляриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза шляхом статистичного моніторингу зміни структури координатних розподілів другого параметру вектора Стокса. При цьому вперше використано когерентне лінійно поляризоване лазерне випромінювання із довжиною хвилі 0,6328 мкм та проведення статистичного моніторингу змін координатних розподілів четвертого параметру вектора Стокса зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода за стоксполяриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів, який відрізняється тим, що для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза паралельним циркулярно поляризованим пучком гелій-неонового лазера з довжиною хвилі 0,6328 мкм, зображення гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD-камери, що містить 800600 пікселів, за допомогою пропускання об'єктного випромінювання крізь право- та лівоциркулярно поляризований фільтр визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли четвертого параметру вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли четвертого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня кристалізації речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода. 3 UA 94688 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Oliinyk Ihor Yuriiovych, Ushenko Oleksandr Hryhorovych

Автори російською

Олийник Игорь Юрьевич, Ушенко Александр Григорьевич

МПК / Мітки

МПК: A61B 5/00, G01N 33/00

Мітки: спосіб, плода, поляризаційної, ступеня, кристалізації, ямки, очної, тканин, діагностики

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-94688-sposib-polyarizacijjno-diagnostiki-stupenya-kristalizaci-tkanin-ochno-yamki-ploda.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб поляризаційної діагностики ступеня кристалізації тканин очної ямки плода</a>

Подібні патенти