Спосіб поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода за Стокс поляриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин, який відрізняється тим, що для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода 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 обертання осі пропускання аналізатора на кути 0° і 90° визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли другого параметра вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметра вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода.

Текст

Реферат: Спосіб поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода за стоксполяриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин, причому для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода 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 обертання осі пропускання аналізатора на кути 0° і 90° визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли другого параметра вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметра вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода. UA 94689 U (54) СПОСІБ ПОЛЯРИЗАЦІЙНОЇ ДІАГНОСТИКИ ОРІЄНТАЦІЙНОЇ ПОБУДОВИ ТКАНИН ОЧНОЇ ЯМКИ ПЛОДА UA 94689 U UA 94689 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 орієнтаційної побудови 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 розвиток 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 поляриметрії, які досліджують координатний розподіл станів поляризації лазерного випромінювання 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 азимутів поляризації в лазерному випромінюванні, розсіяному гістологічним зрізом м'язової тканини людини. Недоліком способу є низька точність вимірювання азимутів поляризації у зображенні біологічного об'єкта. Також аналогом способу, що заявляється, є спосіб визначення оптико-анізотропної структури біологічних тканин шляхом оцінки розподілів азимутів і еліптичності поляризації [(O.V. Angelsky, A.G. Ushenko, Yu.A. Ushenko, Ye.G. Ushenko, Yu.Ya. Tomka, V.P. Pishak. Polarizationcorrelation mapping of biological tissue coherent images // J. Biomed. Opt. - 2005. - Vol.10, No.6. P.064025.)]. У способі-аналогу за допомогою чвертьхвильової пластинки і поляризатора вимірюють координатний розподіл азимутів і еліптичності поляризації у площині лазерного зображення, за яким визначають оптико-анізотропну структуру гістологічного зрізу сполучної тканини. Основним недоліком способу-аналога є необхідність операції дискретизації лазерних зображень гістологічних зрізів, а також неоднозначність при диференціації ступеня важкості патологічних процесів. Прототипом корисної моделі є спосіб діагностики виникнення запальних процесів за оцінкою статистичної структури поляризаційних зображень гістологічних зрізів біопсії тканини шийки матки [Angelskaya А. О. Polarization phase reconstruction of biological tissue architectonics: Part 3. Polarizing-correlative processing of images of statistical objects in the problem of visualization and topology reconstruction of their phase heterogeneity / A. O. Angelskaya, A. G. Ushenko, Yu. A. Ushenko, A. Dubolazov, V. Istratiy, Yu. Ya. Tomka // Proc. SPIE. - 2007. - Vol. 6635. - P. 66350MP]. Наявність патології оцінюються шляхом обчислення середнього і дисперсії розподілів азимутів і еліптичності поляризації лазерних зображень гістологічних зрізів біопсії тканини шийки матки. Недоліками прототипу є те, що діагностику орієнтаційної структури біологічної тканини неможливо провести безпосередньо на основі виміряних розподілів станів поляризації, що значно понижує достовірність одержаних даних. Нами пропонується рішення, що усуває вказані недоліки. В основу корисної моделі поставлене задачу розробити спосіб діагностики розвитку органів і структур очної ямки та становлення їх топографічних взаємовідношень у плодовому періоді онтогенезу шляхом оцінки такого процесу за визначенням зміни статистичних моментів 1-го - 4го порядків, які характеризують розподіли другого параметра вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода для забезпечення розширення функціональних можливостей безпосереднього вимірювання ступеня орієнтованості, а також у підвищенні точності вимірювання ступеня орієнтованості фібрилярних сіток тканин очної ямки. Поставлена задача вирішується тим, що у способі поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода за стокс-поляриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза для оцінки змін ступеня впорядкованості 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 1 UA 94689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 м'яза очної ямки плода проектують за допомогою мікрооб'єктива в площину світлочутливої площадки CCD - камери, що містить 800600 пікселів. За допомогою обертання осі пропускання аналізатора на кути 0° і 90° визначаються дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерву та окорухового м'язу очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли другого параметра вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметру вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза 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 орієнтаційної побудови біологічних тканин. Корисна модель відрізняється від прототипу тим, що для оцінки змін ступеня впорядкованості 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 обертання осі пропускання аналізатора на кути 0 і 90° визначаються дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли другого параметра вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметра вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості 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 зразка гістологічного зрізу біологічної тканини, вимірюючи розподіли параметрів другого параметра 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 кресленні 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 (λ = 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° α0  180 або еліптичністю 0  β0  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 (Ω БТ  16°) і кутової апертури мікрооб'єктива(Δω = 20°). Тут ΩБT - кутовий конус індикатрис, 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 параметра вектора Стокса здійснювалося за формулою S2=I0-I90, (2) де I0 і I90 - інтенсивності пропущених поляризатором пучків, для кутів орієнтації його площини 0° і 90°, відповідно. 2 UA 94689 U Обчислення статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметру вектора Стокса, здійснювалося за співвідношеннями  R1  R  2  R3  R  4 5 1    i ;  i1 1    i2 ;  i1 1 R   3 2 1   2 R 2 1    3 ;  i1 i 1    4 ;  i1 i (3) де N=800600 - повна кількість пікселів CCD-камери 10 (рис. 1), яка реєструє поле розсіяного біологічними шарами лазерного випромінювання. Використання корисної моделі пояснюється наступним прикладом. В якості зразка використали гістологічні зрізи параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода другого параметра вектора Стокса. Статистичні моменти, що характеризують поляризаційну структуру зображень таких зразків відрізняються в 2,25-3,1 разу. 10 Статистичні моменти 1-й 2-й 3-й 4-й 15 20 параорбітальна клітковина зоровий нерв окоруховий м'яз 0,09 0,14 1,12 1,67 0,11 0,085 2,17 0,83 0,18 0,11 2,17 0,83 Технічний результат забезпечує нова сукупність дій, яка складає запропонований спосіб, що призводить до розширення функціональних можливостей діагностики орієнтаційної побудови 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 параметра вектора Стокса. При цьому вперше використано когерентне лінійно поляризоване лазерне випромінювання із довжиною хвилі 0,6328 мкм та проведення статистичного моніторингу змін координатних розподілів другого параметру вектора Стокса зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода за cтоксполяриметричним картографуванням мікроскопічних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин, який відрізняється тим, що для оцінки змін ступеня впорядкованості речовини проводять опромінювання гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода паралельним циркулярно поляризованим пучком гелійнеонового 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 обертання осі пропускання аналізатора на кути 0° і 90° визначають дискретні масиви значень інтенсивності поляризаційно відфільтрованих зображень гістологічних зрізів параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода, обчислюють координатні розподіли другого параметра вектора Стокса мікроскопічних зображень таких шарів, розраховують статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли другого параметра вектора Стокса, за значеннями яких судять про динаміку зміни ступеня впорядкованості речовини параорбітальної клітковини, зорового нерва та окорухового м'яза очної ямки плода. 3 UA 94689 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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: G01N 33/00, A61B 5/00

Мітки: плода, діагностики, орієнтаційної, ямки, поляризаційної, очної, тканин, спосіб, побудови

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-94689-sposib-polyarizacijjno-diagnostiki-oriehntacijjno-pobudovi-tkanin-ochno-yamki-ploda.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб поляризаційної діагностики орієнтаційної побудови тканин очної ямки плода</a>

Подібні патенти