RU2318201C1 - Method for microscopic examination of a specimen - Google Patents

Method for microscopic examination of a specimen Download PDF

Info

Publication number
RU2318201C1
RU2318201C1 RU2006134057/28A RU2006134057A RU2318201C1 RU 2318201 C1 RU2318201 C1 RU 2318201C1 RU 2006134057/28 A RU2006134057/28 A RU 2006134057/28A RU 2006134057 A RU2006134057 A RU 2006134057A RU 2318201 C1 RU2318201 C1 RU 2318201C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
macro
images
sample
image
laboratory
Prior art date
Application number
RU2006134057/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Григорьевич Никитаев (RU)
Валентин Григорьевич Никитаев
Александр Николаевич Проничев (RU)
Александр Николаевич Проничев
Елена Юрьевна Бердникович (RU)
Елена Юрьевна Бердникович
Николай Николаевич Петровичев (RU)
Николай Николаевич Петровичев
Даниил Леонидович Ротин (RU)
Даниил Леонидович Ротин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Priority to RU2006134057/28A priority Critical patent/RU2318201C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318201C1 publication Critical patent/RU2318201C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: automated analysis of detection of pathologies in examined specimens of a material, for example, in oncomorphology.
SUBSTANCE: in the method, macroscopic examination of macro-preparation, meant for production of a specimen, is performed, for which purpose digital images of macro-preparation are produced together with enlarged images of its marked macro-sections to determine the specimen excision location. The specimen is excised and its microscopic examination is performed, for which purpose automatic scanning is performed, as a result of which digital images of the specimen are produced, specimen image zones are marked for their further detailing and by means of objective with high magnification automatic scanning of marked zones of specimen images is performed. Produced images are described by formalized signs from a given set and on basis of resulting combination of signs those images are selected from the base of standard images, which have similar combinations of signs, after that resulting images of marked zones of specimen images are compared to selected standard images, on basis of results of which condition of the specimen is evaluated.
EFFECT: increased information capacity and objectivity during microscopic examinations of specimens, ensured high quality of examination material and trustworthiness and objectivity of produced results, ensured multi-functionality of examinations and correct micro-anatomical diagnosis not only concerning differential diagnostic of benignancy or malignancy of process, but also concerning histogenesis of given neoplasm.
18 cl, 15 dwg, 3 tbl

Description

Предложенное решение относится к способам исследования и анализа материалов с помощью оптических и компьютерных средств и может быть использовано, в частности, для анализа и выявления патологий исследуемых образцов материала, например, в онкоморфологии.The proposed solution relates to methods for the study and analysis of materials using optical and computer tools and can be used, in particular, for the analysis and identification of pathologies of the studied samples of material, for example, in oncomorphology.

Известен способ микроскопического исследования образца (RU 2267997 С1, опубл. 20.01.2006), в котором осуществляют предварительное получение образца, подготовку полученного образца для микроскопического исследования и проводят микроскопическое исследование образца, для получения которого осуществляют тонкоигольную аспирационную биопсию узлового образования щитовидной железы под контролем УЗИ с последующим цитологическим исследованием полученного пунктата, при этом дополнительно жидкую часть пунктата исследуют методом клиновидной дегидратации, затем каплю полученной надосадочной жидкости высушивают на предметном стекле в течение 18-24 часов при комнатной температуре и минимальном движении воздуха, и затем анализируют структуру полученного образца в виде фации под микроскопом и при наличии в периферической зоне фации аркообразных трещин делается заключение о доброкачественной природе узла, а при обнаружении в периферической зоне фации сети "ломаных" трещин - о злокачественном перерождении узла. Данный способ не обеспечивает высокое качество исследуемого материала и, соответственно, достоверность и объективность получаемых результатов, не обеспечивает многофункциональность исследований с использованием ряда критериев, помогающих патологоанатому в постановке правильного гистологического диагноза не только в отношении дифференциальной диагностики доброкачественности или злокачественности процесса в щитовидной железе, но также и в определении гистогенеза данного новообразования.A known method of microscopic examination of a sample (RU 2267997 C1, publ. 20.01.2006), in which the sample is preliminarily obtained, the sample obtained is prepared for microscopic examination, and the sample is microscopically examined to obtain a fine needle aspiration biopsy of the nodular thyroid gland under ultrasound control followed by a cytological examination of the obtained punctate, while additionally the liquid part of the punctate is examined by the method of wedge-shaped dehydrate cations, then a drop of the obtained supernatant is dried on a glass slide for 18-24 hours at room temperature and with minimal air movement, and then the structure of the obtained sample is analyzed in the form of a facies under a microscope and, in the presence of arcuate cracks in the peripheral zone of the facies, a conclusion is made about the benign nature node, and if a network of "broken" cracks is detected in the peripheral zone of the facies, it is about malignant degeneration of the node. This method does not provide high quality of the studied material and, accordingly, the reliability and objectivity of the results obtained, does not provide multifunctionality of studies using a number of criteria that help the pathologist in making the correct histological diagnosis, not only in relation to the differential diagnosis of benign or malignant process in the thyroid gland, but also and in determining the histogenesis of this neoplasm.

Известен способ микроскопического исследования образца (RU 2234099 С1, опубл. 10.08.2004), который может быть принят в качестве прототипа и в котором осуществляют предварительное получение образца, подготовку полученного образца для микроскопического исследования и проводят микроскопическое исследование образца, в качестве которого используют гистологические срезы ткани новообразования, изображения которых получают с помощью компьютерного анализатора, на полученном изображении выделяют ядра малых лимфоцитов, определяют их плоидность, принимают ее за стандарт, с использованием которого проводят компьютерное определение средней плоидности ядер клеток ростковых зон новообразования, и по значению этого показателя осуществляют диагностику стадий канцерогенеза. Однако и данное решение не обладает достаточно высокой информативностью и объективностью и не дает возможности патологоанатому при любой неясной гистологической картине в изучаемом препарате щитовидной железы определиться с характером процесса, оценкой его злокачественности, установить гистогенез, также не обеспечено высокое качество исследуемого материала и, соответственно, достоверность и объективность получаемых результатов, не обеспечена многофункциональность исследований с использованием ряда критериев, помогающих патологоанатому в постановке правильного гистологического диагноза не только в отношении дифференциальной диагностики доброкачественности или злокачественности процесса, но также и в определении гистогенеза данного новообразования.A known method of microscopic examination of a sample (RU 2234099 C1, publ. 08/10/2004), which can be adopted as a prototype and in which the sample is preliminarily obtained, the sample obtained is prepared for microscopic examination, and a microscopic examination of the sample is carried out using histological sections neoplasm tissues, the images of which are obtained using a computer analyzer, the nuclei of small lymphocytes are isolated on the resulting image, their ploidy is determined, ayut her standard, which is carried out using a computer to determine the mean ploidy nuclei zones germ cell tumors, and the value of this index is performed diagnostics stages of carcinogenesis. However, this solution also does not have a sufficiently high information content and objectivity and does not allow the pathologist with any unclear histological picture in the studied thyroid preparation to determine the nature of the process, evaluate its malignancy, establish histogenesis, and the high quality of the studied material and, accordingly, the reliability and objectivity of the results obtained, multifunctionality of studies using a number of criteria that help the pathologist is not ensured anatomist staged correct histological diagnosis not only for the differential diagnosis of benign or malignant process, but also in identifying the histogenesis of this neoplasm.

Техническая результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, - повышение информативности и объективности при микроскопических исследованиях образцов, в частности обеспечение возможности при любой неясной гистологической картине в изучаемом препарате щитовидной железы определиться с характером процесса, с оценкой его злокачественности, установить гистогенез, обеспечить высокое качество исследуемого материала и, соответственно, достоверность и объективность получаемых результатов, обеспечить многофункциональность исследований с использованием ряда критериев, помогающих патологоанатому в постановке правильного гистологического диагноза не только в отношении дифференциальной диагностики доброкачественности или злокачественности процесса, но также и в определении гистогенеза данного новообразования.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the information content and objectivity during microscopic examination of samples, in particular, to ensure, with any unclear histological picture in the studied thyroid preparation, determine the nature of the process, with an assessment of its malignancy, to establish histogenesis, to ensure the high quality of the studied material and, accordingly, the reliability and objectivity of the results obtained, to ensure multifunctionality and studies using a number of criteria to help the pathologist in making the correct histological diagnosis, not only in relation to the differential diagnosis of benign or malignant process, but also in determining the histogenesis of this neoplasm.

Технический результат достигается за счет того, что в способе микроскопического исследования образца, включающем предварительное получение образца,The technical result is achieved due to the fact that in the method of microscopic examination of a sample, including preliminary preparation of the sample,

а) проводят макроскопическое исследование макропрепарата, предназначенного для получения образца, с использованием системы получения изображений макропрепарата, включающей цифровую фотокамеру и устройство позиционирования и освещения, и соединенного с ней компьютера, в ходе которогоa) conduct a macroscopic study of a macro product intended to obtain a sample using a macro image preparation system including a digital camera and a positioning and lighting device, and a computer connected to it, during which

б) проводят обзорную фотосъемку макропрепарата, в результате которой получают цифровые изображения макропрепарата,b) conduct a survey photograph of the macro product, as a result of which digital images of the macro product are obtained,

в) осуществляют выделение маркировкой макроучастка, предназначенного для получения образца, на цифровом изображении макропрепарата, иC) carry out the allocation of the marking of the macro-section, intended to obtain a sample on a digital image of the macro, and

г) получают увеличенное цифровое изображение выделенного макроучастка, при этом указанные операции в) и г) повторяют до тех пор, пока не определят место вырезания образца, иg) receive an enlarged digital image of the selected macro-stage, while the indicated operations c) and d) are repeated until the place of cutting the sample is determined, and

д) вырезают образец из макропрепарата,d) cut out the sample from the macro,

е) осуществляют подготовку полученного образца для микроскопического исследования,e) carry out the preparation of the obtained sample for microscopic examination,

ж) проводят микроскопическое исследование образца с использованием соединенной с компьютером системы получения изображений образца, содержащей микроскоп, цифровую камеру, согласующий модуль для стыковки цифровой камеры и микроскопа, при проведении которогоg) carry out a microscopic examination of the sample using a computer-imaging system for acquiring sample images containing a microscope, a digital camera, a matching module for joining a digital camera and a microscope, during which

з) позиционируют образец на предметном столе микроскопа,h) position the sample on the microscope stage,

и) производят первоначально обзорный просмотр, для проведения которого устанавливают 4-кратный объектив и осуществляют фокусировку,i) produce an initial review view, for which a 4x lens is installed and focus is carried out,

к) проводят автоматическое сканирование, в результате которого получают цифровые изображения образца, которые выводят на экран монитора компьютера,j) conduct an automatic scan, as a result of which digital images of the sample are obtained, which are displayed on a computer screen,

л) выделяют маркировкой зоны изображений образца для дальнейшей их детализации,k) distinguish by marking the zone of images of the sample for their further detail

м) осуществляют смену объектива микроскопа на объектив с большим увеличением и его фокусировку,m) carry out the change of the microscope lens to a lens with high magnification and its focusing,

н) проводят автоматическое сканирование выделенных зон изображений образца, в результате которого получают увеличенные цифровые изображения выделенных зон изображений образца, которые выводят на экран монитора компьютера,m) conduct automatic scanning of the selected areas of the image of the sample, resulting in an enlarged digital image of the selected areas of the image of the sample, which are displayed on the computer screen,

п) описывают полученные изображения с помощью формализованных признаков из заданного набора формализованных признаков,o) describe the obtained images using formalized features from a given set of formalized features,

р) по полученной комбинации формализованных признаков отбирают из множества эталонных изображений, содержащихся в базе эталонных изображений, те эталонные изображения, которые имеют сходные величины параметров и сходные комбинации признаков, после чегоp) based on the combination of formalized features obtained, from the set of reference images contained in the base of reference images, those reference images that have similar parameter values and similar combination of signs are selected, after which

с) осуществляют сравнение полученных изображений выделенных зон изображений образца с отобранными эталонными изображениями,c) comparing the obtained images of the selected areas of the image of the sample with the selected reference images,

т) по результатам которого судят о состоянии образца.r) the results of which judge the state of the sample.

При этом автоматическое сканирование при микроскопическом исследовании осуществляют посредством заданных координатных перемещений с ограничением крайних положений предметного стола приводами перемещения, связанными с компьютером, причем приводы перемещения предметного стола выполнены в виде блока мотор-редукторов, состоящего из шаговых двигателей с редукторами, при этом для осуществления исследований используют микроскоп МИКМЕД-2 и предметный стол координатный КС-30.In this case, automatic scanning during microscopic examination is carried out by means of predetermined coordinate displacements with restriction of the extreme positions of the subject table by displacement drives connected to the computer, and the disks of the movement of the subject table are made in the form of a block of gear motors consisting of stepper motors with gears, while for research use the MIKMED-2 microscope and the coordinate table KS-30.

Устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на котором выполнена разметка с шагом 1 см в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а с заднего края и боковых сторон на предметном столе установлены ограждения, при этом перед размещением на предметном столе макропрепарат промакивают салфеткой.The device for positioning and lighting a macro-image acquisition system contains an object table for installing a macro-preparation, on which markings are made with a step of 1 cm in two mutually perpendicular directions, and barriers are installed on the object table from the rear edge and sides, while a macro preparation is placed on the object table blot with a napkin.

Фотографирование макропрепарата производят в огражденном со всех сторон ограниченном объеме, имеющем закрываемый проем для доступа внутрь, причем стенки ограждения выполнены из легко моющегося материала и имеют внутреннюю - светоотражаюшую, а наружную - светопоглощающую поверхности, при этом устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на основании которого жестко закреплено средство позиционирования цифровой камеры и источников света в виде штатива, состоящего из трех вертикальных полозьев-направляющих, которые в горизонтальном сечении расположены в вершинах треугольника, при этом источники света установлены симметрично относительно оптической оси цифровой фотокамеры. При этом фотографирование макропрепарата производят при рассеянном освещении посредством размещения внутри ограниченного объема между источниками света и предметным столом полупрозрачных заслонок, выполненных из белого полупрозрачного легко моющегося материала, при этом в качестве источников света используют галогенные лампы, которые располагают выше места установки цифровой фотокамеры.Photographing a macro product is carried out in a limited volume enclosed on all sides with a lockable opening for access inside, and the walls of the fence are made of easily washable material and have an internal reflective surface and an external light-absorbing surface, while the positioning and lighting device of the macro image preparation system contains a subject a table for installing a macro preparation, on the basis of which a means for positioning a digital camera and light sources is rigidly fixed a tripod consisting of three vertical guide-rails, which are arranged in the horizontal section in a triangle, wherein the light sources are arranged symmetrically about the optical axis of the digital camera. At the same time, the macro preparation is photographed under diffuse lighting by placing translucent shutters made of white translucent easily washable material inside the limited volume between the light sources and the object table, using halogen lamps that are located above the place of installation of the digital camera as light sources.

В качестве макропрепарата возможно использование операционного материала, содержащего новообразование щитовидной железы, выделяемые макроучастки представляют собой новообразование щитовидной железы и/или его характерные участки, например узел опухоли или капсулу узла, при этом в качестве образца используют гистологический срез ткани новообразования щитовидной железы, окрашенный гематоксинлином и эозином или пикрофуксином по Ван Гизон.As a macro preparation, it is possible to use surgical material containing a thyroid neoplasm, the isolated macroareas are a thyroid neoplasm and / or its characteristic areas, for example, a tumor node or a capsule of a node, and a histological tissue section of the thyroid neoplasm stained with hematoxynline and eosin or picrofuchsin according to Van Gieson.

Дополнительно проводят измерения макроучастков новообразования щитовидной железы, при этом измеряют следующие параметры: линейные размеры по большой и малой осям инерции L, периметр Р, площадь S, коэффициент формы К, при этом перед началом измерений определяют масштабный коэффициент для приведения результатов измерений к метрическим единицам длины и площади:

Figure 00000002
, где L=1 см, l - то же расстояние в пикселях изображения, а коэффициент формы рассчитывают по формулеIn addition, measurements are made of the macroscopic sections of the thyroid neoplasm, and the following parameters are measured: linear dimensions along the major and minor axes of inertia L, perimeter P, area S, shape coefficient K, while before starting the measurements, a scale factor is determined to bring the measurement results to metric length units and area:
Figure 00000002
, where L = 1 cm, l is the same distance in pixels of the image, and the shape factor is calculated by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты макроскопического и микроскопического исследований используют для гистологической диагностики новообразования щитовидной железы, для чего на экране монитора компьютера дополнительно отображают данные о вероятности того или иного диагноза при наличии каждой из комбинаций признаков, имеющихся в отобранных эталонных изображениях, и используют эти данные при сравнении полученных изображений с отобранными эталонными изображениями и установлении диагноза.The results of macroscopic and microscopic examinations are used for histological diagnosis of thyroid neoplasms, for which purpose data on the probability of a diagnosis in the presence of each of the combinations of signs available in the selected reference images are additionally displayed on a computer screen and use this data when comparing the obtained images with Selected reference images and diagnosis.

Дополнительно используют систему, состоящую из связанных посредством компьютерной связи лаборантского и консультационного пунктов, каждый из которых содержит компьютер, причем компьютер, соединенный с системами получения изображений, соответственно макропрепарата и образца, используют в качестве компьютера лаборантского пункта,Additionally use a system consisting of computer-assisted laboratory and consultation points, each of which contains a computer, and a computer connected to image acquisition systems, respectively, of a macro preparation and a sample, is used as a laboratory computer,

при этом после проведения на лаборантском пункте обзорной фотосъемки новообразования щитовидной железы полученные цифровые изображения новообразования щитовидной железы направляют по сети компьютерной связи на консультационный пункт, на которомafter the survey photograph of the thyroid neoplasm at the laboratory assistant’s point, the digital images of the thyroid neoplasm obtained are sent through a computer communication network to the consultation point, at which

осуществляют выделение маркировкой макроучастка, предназначенного для получения среза ткани, на цифровом изображении новообразования щитовидной железы,carry out the selection of the marking of the macro-section, designed to obtain a tissue slice, on a digital image of a thyroid tumor,

и направляют на лаборантский пункт указание на получение увеличенного цифрового изображения этого макроучастка,and send to the laboratory station an indication of obtaining an enlarged digital image of this macro-section,

а после получения на лаборантском пункте увеличенного цифрового изображения макроучастка направляют его на консультационный пункт,and after receiving an enlarged digital image at the laboratory station, the macro section is sent to a consultation center,

при этом указанные операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка и получения его увеличенного цифрового изображения повторяют до тех пор, пока на консультационном пункте не определят место выполнения среза ткани, после чего в лаборантский пункт направляют указание на выполнение среза ткани,however, the indicated operations of marking the corresponding macro-section and obtaining its enlarged digital image are repeated until the place of the tissue cut is determined at the consultation point, after which an instruction is sent to the laboratory assistant to perform the tissue cut,

при этом полученные в процессе проведения автоматического сканирования цифровые изображения среза ткани одновременно изображают на экранах мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов,at the same time, digital images of a tissue section obtained during the process of automatic scanning are simultaneously displayed on computer screens of laboratory and consultation points,

после чего на консультационном пункте проводят выделение маркировкой зон изображений среза ткани для дальнейшей их детализации, и направляют на лаборантский пункт указание на проведение автоматического сканирования и получение увеличенных цифровых изображений выделенных зон изображений среза ткани,after which, at the consultation point, marking of the zones of images of the tissue section is marked out for labeling for further detailing, and instructions are sent to the laboratory station for automatic scanning and obtaining enlarged digital images of the selected zones of images of the tissue section,

которые выводят одновременно на экраны мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов, после чего на консультационном пункте проводят операции в)-г), а также гистологическую диагностику новообразования щитовидной железы.which display simultaneously on the screens of computer monitors of the laboratory and consultation points, after which operations c) -d) are performed at the consultation point, as well as histological diagnosis of thyroid neoplasms.

При проведении по крайней мере одной операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка дополнительно маркируют место проведения разреза новообразования щитовидной железы, и дополнительно направляют на лаборантский пункт указание о проведении соответствующего разреза и получении его увеличенного цифрового изображения.When carrying out at least one extraction operation by marking the corresponding macro-section, the location of the thyroid neoplasm incision is additionally marked and the direction about the corresponding incision and its enlarged digital image are sent to the laboratory assistant.

Дополнительно между лаборантским и консультационным пунктами осуществляется постоянная двухсторонняя аудио-связь, на лаборантском пункте формируются и направляются на консультационный пункт исходные данные по больному, а для управления получением изображений и передачей изображений в компьютер на лаборантском пункте используют ножные педали.In addition, constant two-way audio communication is carried out between the laboratory and consultation centers, the patient’s initial data are generated and sent to the consultation center, and patient data are used to control the receipt of images and the transfer of images to a computer at the laboratory.

На консультационном пункте дополнительно формируется информационный пакет, содержащий результаты измерений величин Р, L, S и описание новообразования щитовидной железы с прилагаемыми полученными соответствующими изображениями и оформленным протоколом для размещения в базе данных. При этом выполнение измерений, формирование описания новообразования щитовидной железы и оформление протокола на консультационном пункте осуществляется во время проведения на лаборантском пункте вырезки среза ткани и его приготовления для микроскопического исследования. В случае необходимости на консультационном пункте при получении изображения макроучастка макропрепарата осуществляют дистанционное управление системой получения изображений макропрепарата для позиционирования макроучастка макропрепарата.At the consultation point, an information package is additionally formed containing the results of measurements of P, L, S values and a description of the thyroid neoplasm with the attached received images and a formatted protocol for placement in the database. At the same time, measurements are taken, a description of the thyroid neoplasm is formed, and a protocol is drawn up at the consultation center during the cutting of a tissue section at the laboratory station and its preparation for microscopic examination. If necessary, at a consultation point, when receiving an image of a macro-section of a macro preparation, remote control of the system of obtaining images of a macro-preparation is performed to position the macro-section of a macro-preparation.

При определении диагноза дополнительно инициируют информационную экспертную систему поддержки принятия решений, включающую совокупность базы данных, содержащую цветные эталонные изображения новообразований щитовидной железы и срезов ткани новообразований щитовидной железы и их формализованные описания по эталонному набору признаков, и программных модулей для управления указанной базой данных, с помощью которой проводят подробное описание гистологической картины полученных цифровых изображений, которое сопоставляют с имеющимися эталонными комбинациями значений признаков для постановки окончательного гистологического диагноза.When determining the diagnosis, an informational expert decision support system is additionally initiated, including a database containing color reference images of thyroid neoplasms and tissue sections of thyroid neoplasms and their formalized descriptions according to a reference set of signs, and program modules for managing this database, using which carry out a detailed description of the histological picture of the obtained digital images, which are compared with the existing reference combinations of attribute values for the production of the final histologic diagnosis.

Дополнительно инициируют встроенную систему обучения, выполненную в виде электронного учебного пособия, содержащего комплект данных по диагностике в виде текстов, фотографий, видеофрагментов и/или компьютерной графики.Additionally, an integrated training system is initiated, made in the form of an electronic textbook containing a set of diagnostic data in the form of texts, photographs, video clips and / or computer graphics.

Предлагаемый способ позволяет использовать обширную базу данных гистологических изображений с подробными и формализованными (единообразными, стандартными) и всесторонними описаниями, данными экспертами в данной области. Предлагаемый впервые подход к постановке гистологического диагноза при помощи компьютерных технологий - экспертной системы - существенно отличает данное изобретение от рутинных, традиционных методов морфологической диагностики патологических процессов.The proposed method allows the use of an extensive database of histological images with detailed and formalized (uniform, standard) and comprehensive descriptions given by experts in this field. The approach proposed for the first time to make a histological diagnosis using computer technology - an expert system - significantly distinguishes this invention from the routine, traditional methods of morphological diagnosis of pathological processes.

Для обеспечения указанных результатов не меньшее значение имеют подготовительные операции, технология и средства введения и обработки информационных признаков, средства обеспечения анализа и представления результирующей информации для принятия решений.To ensure these results, preparatory operations, technology and means of introducing and processing information features, means of providing analysis and presentation of the resulting information for decision-making are no less important.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания способа, который с помощью компьютерной интерактивной программы - экспертной системы - оказывает помощь патологоанатому в диагностике и дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных опухолей и опухолеподобных процессов щитовидной железы.The present invention solves the problem of creating a method that, using an interactive computer program - an expert system - assists the pathologist in the diagnosis and differential diagnosis of malignant and benign tumors and tumor-like processes of the thyroid gland.

Далее рассматриваются перечисленные выше операции способа и поясняется «необходимость и достаточность» совокупности заявленных существенных признаков на примере микроскопического исследования опухолей и опухолеподобных процессов щитовидной железы - одной из самых трудных локализаций с точки зрения гисто- и цитологической диагностики.Next, the above operations of the method are considered and the “necessity and sufficiency” of the combination of the claimed essential features is illustrated by the example of a microscopic examination of tumors and tumor-like processes of the thyroid gland - one of the most difficult localizations from the point of view of histo- and cytological diagnostics.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

фиг.1 - структурные этапы автоматизированной дистанционной гистологической экспресс-диагностики;figure 1 - structural stages of an automated remote histological rapid diagnosis;

фиг.2 - структурная схема технических средств автоматизированной гистологической диагностики (комплекса АТЛАНТ);figure 2 is a structural diagram of the technical means of automated histological diagnostics (ATLANT complex);

фиг.3 - изображение макропрепарата щитовидной железы;figure 3 - image of the macro thyroid gland;

фиг.4 - изображение микропрепарата щитовидной железы;figure 4 - image of a micropreparation of the thyroid gland;

фиг.5 - иллюстрация некачественно приготовленного к съемке препарата;5 is an illustration of a poorly prepared preparation for shooting;

фиг.6 - примеры дефектных микропрепаратов;6 - examples of defective micropreparations;

фиг.7 - сценарий подготовки системы макроанализа к дистанционной диагностике;Fig.7 is a script for the preparation of a macroanalysis system for remote diagnostics;

фиг.8 - сценарий дистанционного управления вырезкой операционного материала;Fig.8 is a scenario of remote control cutting of operational material;

фиг.9 - сценарий макроанализа;Fig.9 is a macroanalysis scenario;

фиг.10 - сценарий приготовления микропрепарата;figure 10 - scenario for the preparation of micropreparations;

фиг.11 - подготовка системы микроанализа для проведения автоматизированной диагностики;11 - preparation of a microanalysis system for automated diagnostics;

фиг.12 - сценарий дистанционного поиска информативных полей на МП;Fig - script remote search for informative fields on the MP;

фиг.13 - микроскопический анализ;Fig.13 is a microscopic analysis;

фиг.14 - структура программного обеспечения экспертной системы;Fig - software structure of the expert system;

фиг.15 - последовательности работы с экспертной системой поддержки принятия решений.Fig - sequence of work with an expert decision support system.

Позициями на представленных фигурах, в частности, обозначены:Positions on the presented figures, in particular, are indicated:

на фиг.1 - на первом уровне детализации:figure 1 - at the first level of detail:

1 - операционный материал (ОМ);1 - operational material (OM);

2 - исследование ОМ;2 - study of OM;

3 - исследование микропрепарата (МП);3 - study of micropreparation (MP);

4 - определение объема и тактики (хирургической) операции. На втором уровне детализации;4 - determination of the volume and tactics of the (surgical) operation. At the second level of detail;

5 - подготовка ОМ;5 - preparation of OM;

6 - подготовка системы макроскопического анализа;6 - preparation of a macroscopic analysis system;

7 - дистанционное видеоуправление вырезкой макропрепарата (ОМ);7 - remote video control cutting macro preparation (OM);

8 - макроанализ (ОМ);8 - macroanalysis (OM);

9 - приготовление микропрепарата, (МП);9 - preparation of a micropreparation, (MP);

10 - подготовка системы микроанализа;10 - preparation of a microanalysis system;

11 - дистанционный поиск информативных полей на (МП);11 - remote search for informative fields on (MP);

12 - микроанализ.12 - microanalysis.

На фиг.2.In figure 2.

Техническое обеспечение комплекса АТЛАНТ условно делится на четыре подсистемы:The technical support of the ATLANT complex is conditionally divided into four subsystems:

13 - ЭВМ (лаборанта);13 - computer (laboratory assistant);

14 - система ввода изображений макропрепаратов;14 - macro image preparation input system;

15 - система ввода изображений микропрепаратов;15 - image input system of micropreparations;

16 - система связи;16 - communication system;

17 - цифровой фотоаппарат (камера);17 - a digital camera (camera);

18 - устройство позиционирования и освещения;18 - positioning and lighting device;

19 - камера (телекамера);19 - camera (television camera);

20 - согласующий модуль;20 - matching module;

21 - микроскоп;21 is a microscope;

22 - устройство сопряжения;22 - a pairing device;

23 - компьютер консультанта.23 is a computer consultant.

На фиг.14:On Fig:

24 - пользовательский интерфейс;24 - user interface;

25 - подсистема пополнения базы данных;25 - database replenishment subsystem;

26 - подсистема анализа данных;26 - data analysis subsystem;

27 - подсистема обучения пользователя;27 - user training subsystem;

28 - подсистема редактирования признаков и нозологических форм;28 - subsystem for editing features and nosological forms;

29 - база данных изображений и описаний;29 - a database of images and descriptions;

30 - база данных признаков и нозологии.30 - database of signs and nosology.

Согласно требованиям Международной гистологической классификации опухолей щитовидной железы (Всемирная Организация Здравоохранения, Женева, 1988) в числе эпителиальных опухолей выделяют доброкачественные и злокачественные новообразования, в числе последних карциномы (раки - фолликулярный, папиллярный, медуллярный, анаплазированный (недифференцированный) и смешанный). В последнее время имеется тенденция выделять группу низко дифференцированных карцином, к числу которых относят т.н. инсулярный рак. В группе папиллярного рака выделяют фолликулярный вариант папиллярного рака, который прогностически, биологически и морфологически отличается от фолликулярного рака. Трудности диагностики представляют также некоторые формы медуллярного рака, дифференциальной диагностики фолликулярного рака и доброкачественной фолликулярной аденомы и т.д. В обычной практике морфолога при диагностике указанных форм часто допускается субъективизм, выделение одних признаков и игнорирование других и т.д. Отсутствие единообразных, стандартных критериев и «стопроцентных» маркерных признаков не позволяет поставить точный и своевременный диагноз, а следовательно, и проводить адекватное лечение.According to the requirements of the International Histological Classification of Thyroid Tumors (World Health Organization, Geneva, 1988), benign and malignant neoplasms are distinguished among epithelial tumors, including carcinomas (cancers - follicular, papillary, medullary, anaplastic (undifferentiated) and mixed). Recently, there has been a tendency to single out a group of low-differentiated carcinomas, which include the so-called insular cancer. In the group of papillary cancer, a follicular variant of papillary cancer is distinguished, which prognostically, biologically and morphologically differs from follicular cancer. Diagnostic difficulties are also presented by some forms of medullary cancer, differential diagnosis of follicular cancer and benign follicular adenoma, etc. In the usual practice of the morphologist in the diagnosis of these forms, subjectivity is often allowed, the selection of some signs and ignoring others, etc. The absence of uniform, standard criteria and “one hundred percent” marker features does not allow an accurate and timely diagnosis to be made, and, consequently, an adequate treatment.

Необходимые разъяснения по графическим материалам.Necessary clarification on graphic materials.

На фиг.1 показаны структурные этапы автоматизированной дистанционной гистологической экспресс-диагностики, осуществляемой в результате использования предлагаемого способа.Figure 1 shows the structural steps of an automated remote histological rapid diagnosis, carried out as a result of using the proposed method.

Первый (верхний) уровень детализации отражает основные этапы автоматизированной гистологической экспресс-диагностики (фиг.1) и включает 4 этапа: взятие макропрепарата, в качестве которого используется операционный материал (ОМ) (1), исследование ОМ (2), исследование микропрепарата (МП) (3) и анализ полученных результатов, на основе которых может быть определены объем и тактика хирургической операции (4).The first (upper) level of detail reflects the main stages of an automated histological rapid diagnosis (Fig. 1) and includes 4 stages: taking a macro preparation, which is used as an operative material (OM) (1), an OM study (2), a micropreparation study (MP) ) (3) and analysis of the results obtained, on the basis of which the volume and tactics of a surgical operation can be determined (4).

На втором уровне детализации процесс разбивается на 8 этапов, включающих отбор операционного материала (макропрепарата) и подготовку его для автоматизированного исследования (5), проверка работоспособности и настройка подсистемы макроскопического анализа (6), выбор информативной зоны для вырезки, дистанционное видеоуправление вырезкой макропрепарата (7) высококвалифицированным специалистом-консультантом, исследование макропрепаратов дистанционно, с применением каналов связи, автоматизированное измерение морфологических свойств патологических участков и формирование формализованного заключения по макропрепарату: макроанализ (8), приготовление консультируемым микропрепарата, (9) включающее вырезку материала для заморозки в микротоме, фиксацию, окраску и заключение в бальзам, проверка работоспособности и настройка системы микроанализа (10), дистанционное исследование микропрепарата специалистом-консультантом с применением программно-управляемого столика микроскопа (11), сравнение результатов исследований с базами данных с помощью информационной системы, аккумулирующей структурированные знания и опыт ведущих специалистов в области гистологической диагностики - микроанализ (12).At the second level of detail, the process is divided into 8 stages, including the selection of surgical material (macro preparation) and its preparation for automated research (5), performance testing and tuning of the macroscopic analysis subsystem (6), the selection of an informative zone for cutting, remote video control of cutting a macro preparation (7) ) a highly qualified specialist consultant, the study of macropreparations remotely, using communication channels, automated measurement of the morphological properties of pat of biological sites and the formation of a formalized conclusion on a macrodrug: macroanalysis (8), preparation by a consultant of a micropreparation, (9) including cutting out material for freezing in a microtome, fixing, staining and imprisoning, checking the performance and tuning of a microanalysis system (10), remote study of a micropreparation specialist consultant using a programmable microscope stage (11), comparing research results with databases using an information system, accumulator uyuschey structured knowledge and experience of leading experts in the field of histological diagnosis - microanalysis (12).

Заявленный способ обеспечивает диагностику опухолей щитовидной железы с применением информационно-измерительного комплекса поддержки принятия решений АТЛАНТ. В обычной практике гистологическая диагностика опухолей щитовидной железы основана на визуальном макро- и микроскопическом исследовании специально приготовленных гистологических препаратов (макро- и микропрепаратов). Диагностическое значение имеет анализ тканевых структур и деталей клеточной морфологии на изображениях препаратов, полученных под микроскопом, при условии правильного выбора информативной зоны операционного материала для их приготовления. Применение заявленного способа позволяет повысить точность и быстродействие принятия решений о гистологическом диагнозе во время проведения экспресс-диагностики в сложных случаях заболеваний во время хирургических операций. Может использоваться в любом учреждении здравоохранения, в котором проводится гистологическая диагностика (как плановая, так и экспресс) при наличии соответствующих средств автоматизации (компьютерный комплекс АТЛАНТ).The claimed method provides for the diagnosis of thyroid tumors using the information-measuring complex of decision support ATLANT. In normal practice, the histological diagnosis of thyroid tumors is based on visual macro- and microscopic examination of specially prepared histological preparations (macro- and micropreparations). Diagnostic value is the analysis of tissue structures and details of cellular morphology in the images of the preparations obtained under the microscope, provided that the informative zone of the surgical material is correctly selected for their preparation. The application of the claimed method allows to increase the accuracy and speed of decision-making on histological diagnosis during the rapid diagnosis in complex cases of diseases during surgical operations. It can be used in any healthcare institution in which histological diagnostics (both planned and express) is carried out with the appropriate automation equipment (ATLANT computer complex).

Средства автоматизированной гистологической диагностики включают два рабочих места (АРМ) врача. Первое рабочее место (условно - лаборантский пункт) оборудовано информационно-измерительным комплексом АТЛАНТ, вспомогательными устройствами (замораживающий микротом для приготовления тонких срезов 5-Юмкм), материалами и инструментами для вырезки и заключения препаратов (хирургический нож, пинцет, ножницы, линейка, лоток, доска, перчатки, бюксы, покровные и предметные стекла), а также химическими реактивами для фиксации и окрашивания (формалин, спирт, гематоксилин, эозин водный, карбол-ксилол, ксилол, бальзам). Второе рабочее место (условно - консультационный пункт) оборудовано компьютером. Обе станции соединены системой компьютерной и аудио-связи.Automated histological diagnostic tools include two physician workstations (AWPs). The first workstation (conditionally laboratory point) is equipped with the ATLANT information-measuring complex, auxiliary devices (freezing with a microtome for preparing thin sections 5-Ymkm), materials and tools for cutting and concluding preparations (surgical knife, tweezers, scissors, ruler, tray, board, gloves, boxes, coverslips and slides), as well as chemical reagents for fixing and staining (formalin, alcohol, hematoxylin, eosin water, carbol-xylene, xylene, balm). The second workplace (probationary consultation point) is equipped with a computer. Both stations are connected by a computer and audio communication system.

Техническое обеспечение комплекса АТЛАНТ условно делится на четыре подсистемы: компьютер (ЭВМ лаборанта) (13), система ввода изображений макропрепаратов (14), система ввода изображений микропрепаратов (15), система связи (16) (см. фиг.2).The technical support of the ATLANT complex is conditionally divided into four subsystems: a computer (laboratory technician’s computer) (13), macro image preparation input system (14), micropreparation image input system (15), communication system (16) (see Fig. 2).

Система ввода изображений макропрепаратов (14) включает: цифровой фотоаппарат (камеру) (17), фотобокс со специальным устройством позиционирования и освещения (18), педаль ножного управления съемкой и передачей изображений в компьютер. Система ввода изображений микропрепаратов (15) состоит из камеры (телекамеры) (19), согласующего модуля (20) для стыковки камеры и микроскопа (21), оснащенного моторизованным приводом предметного столика и модуля управления навигацией. Управление перемещением предметного столика микроскопа осуществляется как от компьютера, так и от джойстика позиционирования. Обе системы ввода подключаются к компьютеру, оснащенному устройством видео-ввода и специальным программным обеспечением (устройство сопряжения) (22). Система связи (16) включает оптический модем с выходом на волоконно-оптическую линию связи. Здесь следует отметить, что для полноценного функционирования комплекса необходимым условием является подключение к волоконно-оптической сети компьютера консультанта (23), оснащенного специальным программным обеспечением.The macro image input system (14) includes: a digital camera (camera) (17), a photobox with a special positioning and lighting device (18), a foot pedal to control the capture and transfer of images to a computer. The micropreparation image input system (15) consists of a camera (camera) (19), a matching module (20) for docking the camera and a microscope (21), equipped with a motorized stage drive and navigation control module. The movement of the microscope stage is controlled both from the computer and from the positioning joystick. Both input systems are connected to a computer equipped with a video input device and special software (interface device) (22). The communication system (16) includes an optical modem with access to a fiber optic communication line. It should be noted that for the full functioning of the complex, a prerequisite is the connection to the fiber-optic network of the computer of the consultant (23), equipped with special software.

Комплекс АТЛАНТ включает также информационную экспертную систему поддержки принятия решений по опухолям щитовидной железы и систему обучения в виде интерактивного компьютерного фильма.The ATLANT complex also includes an informational expert decision support system for thyroid tumors and a training system in the form of an interactive computer film.

Требования к ключевым характеристикам оборудования комплекса:Requirements for the key characteristics of the complex equipment:

1. Процессор не хуже Pentium IV с тактовой частотой 3 ГГц, объемом оперативной памяти не менее 1 ГБайт, объемом долговременной памяти не менее 120 Гбайт.1. The processor is no worse than the Pentium IV with a clock frequency of 3 GHz, with at least 1 GB of RAM, and with at least 120 GB of long-term memory.

2. Монитор TRUE COLOR, 19 дюймов по диагонали, разрешением 1280×1024.2. TRUE COLOR monitor, 19 inches diagonal, resolution 1280 × 1024.

3. Цифровой фотоаппарат с размером фотокадра не менее 1280×1024.3. A digital camera with a photo frame size of at least 1280 × 1024.

4. Камера (телекамера) в микросистеме: работа с изображением в реальном масштабе времени (время смены кадра не более 40 мс, формат изображения не менее 768×576).4. Camera (camera) in the microsystem: work with the image in real time (the frame change time is not more than 40 ms, the image format is not less than 768 × 576).

5. Микроскоп биологический со специальным моторизованным приводом и набором объективов х4, х10, х20, х40.5. Biological microscope with a special motorized drive and a set of x4, x10, x20, x40 lenses.

7. Пропускная способность линии связи не менее 2 Мбит/с.7. The bandwidth of the communication line is at least 2 Mbps.

Основные этапы, которые осуществляются при реализации заявленного способа микроскопического исследования покажем на примере образца, являющегося гистологическим срезом ткани новообразования щитовидной железы, окрашенным гематоксинлином и эозином или пикрофуксином по Ван Гизон.The main stages that are carried out when implementing the inventive microscopic examination method will be shown using an example of a sample as a histological section of thyroid tumor tissue stained with hematoxinline and eosin or picrofuxin according to Van Gieson.

Исследуемые макро- и микропрепараты (фиг.3, 4) должны быть приготовлены с качеством, достаточным для гистологического исследования в соответствии с Инструкцией по исследованию биопсийного и цитологического материала, утвержденной Министерством здравоохранения.The studied macro- and micropreparations (Figs. 3, 4) must be prepared with a quality sufficient for histological examination in accordance with the Instruction for the study of biopsy and cytological material approved by the Ministry of Health.

Подготовка системы макроанализа включает 6 процедур (фиг.7). На этом этапе следует включить питание, настроить освещение, установить рекомендуемый режим съемки (расстояние до фотоаппарата, увеличение), загрузить программное обеспечение макроаналаза. Далее разложить операционный материал (макропрепарат) в соответствии с разметкой, нанесенной на предметном столе фотобокса. Макропрепараты перед размещением на предметном столе системы получения изображений макропрепарата (фотобокса) следует промакивать салфеткой, т.к. растекшаяся жидкость может на изображении интерпретироваться как часть препарата (фиг.5). Для того, чтобы убедиться в корректности вводимых с фотоустройства изображений, произвести контрольную съемку операционного материала с визуальной оценкой изображений на мониторе в сравнении с реальным образцом. Проверить физическое подключение к волоконно-оптической сети и настройки TCP IP протокола. Достаточным условием для проведения консультации является отображение страниц интерфейса "консультанта", при обращении к соответствующей ссылке.The preparation of the macroanalysis system includes 6 procedures (Fig.7). At this stage, turn on the power, adjust the lighting, set the recommended shooting mode (distance to the camera, zoom), download macro analysis software. Then lay out the operating material (macro preparation) in accordance with the markings on the subject of the photobox. Macro preparations before placement on the subject table of the macro image preparation system (photobox) should be blotted with a napkin, as spilled liquid can be interpreted in the image as part of the drug (figure 5). In order to verify the correctness of the images entered from the photodetector, make a control survey of the operational material with a visual assessment of the images on the monitor in comparison with the real sample. Check the physical connection to the fiber optic network and the TCP IP protocol settings. A sufficient condition for a consultation is to display the pages of the "consultant" interface when referring to the corresponding link.

Для осуществления предварительного получения гистологического среза ткани проводят макроскопическое исследование макропрепарата, являющегося операционным материалом, содержащим новообразование щитовидной железы, с использованием системы получения изображений макропрепарата, включающей цифровую фотокамеру и устройство позиционирования и освещения, и соединенного с ней компьютера, в ходе которого осуществляют отбор операционного материала и подготовку его для автоматизированного исследования, проверку работоспособности и настройку системы макроскопического анализа, выбор информативной зоны для вырезки, дистанционное видеоуправление вырезкой макропрепарата высококвалифицированным специалистом-консультантом.For preliminary obtaining a histological tissue section, a macroscopic study of a macro product, which is an operating material containing a thyroid tumor, is performed using a macro image preparation system including a digital camera and a positioning and lighting device, and a computer connected to it, during which the surgical material is selected and preparing it for automated research, health checks and settings adjustment of a macroscopic analysis system, selection of an informative zone for cutting, remote video control of cutting a macro product by a highly qualified specialist consultant.

Проводят обзорную фотосъемку макропрепарата, в результате которой получают цифровые изображения макропрепарата.A macro photograph is surveyed, as a result of which digital images of the macro product are obtained.

Осуществляют выделение маркировкой по крайней мере одного макроучастка, являющегося новообразованием щитовидной железы и/или его участком, на цифровом изображении макропрепарата, и получают увеличенное цифровое изображение каждого макроучастка.Marking of at least one macro-site, which is a neoplasm of the thyroid gland and / or its part, is carried out on a digital image of a macrodrug, and an enlarged digital image of each macro-site is obtained.

При этом указанные операции повторяют до тех пор, пока не получат изображения всех выбранных для исследования макроучастков и определят место для получения образца - гистологического среза.At the same time, these operations are repeated until they receive images of all the macro sites selected for the study and determine the place for obtaining the sample, a histological section.

Проводят измерения макроучастков новообразования щитовидной железы.Measure the macro-sites of thyroid neoplasms.

Способ выполнения измерений (СВИ) патологических макроучастков макропрепаратов щитовидной железы с помощью автоматизированной системы макроскопического анализа включает следующие основные этапы:The method for making measurements (SVI) of pathological macroregions of thyroid gland micropreparations using an automated macroscopic analysis system includes the following main steps:

1. Определение исходных данных, таких как назначение СВИ, требования к точности измерений, условия выполнения измерений.1. Definition of initial data, such as the purpose of the SVI, requirements for the accuracy of measurements, conditions for performing measurements.

2. Формулировка измерительной задачи и описание измеряемых величин.2. The formulation of the measurement problem and the description of the measured values.

3. Выбор способа и средств измерений, вспомогательных и других средств.3. The choice of method and means of measurement, auxiliary and other means.

4. Установление последовательности и содержания операций при подготовке и выполнении измерений, а также обработке промежуточных и окончательных результатов.4. The establishment of the sequence and content of operations in the preparation and execution of measurements, as well as the processing of intermediate and final results.

5. Организацию и проведение эксперимента по оценке показателей точности СВИ.5. Organization and conduct of an experiment to assess the accuracy of the SVI.

6. Установление приписанной характеристики погрешности измерений с учетом исходных данных для СВИ.6. The establishment of the attributed characteristics of the measurement error, taking into account the source data for the SVI.

7. Разработка процедур и нормативов контроля точности получаемых результатов измерений.7. Development of procedures and standards for monitoring the accuracy of the obtained measurement results.

8. Разработка проекта документа на СВИ.8. Development of a draft document on the SVI.

9. Метрологическая экспертиза документа на СВИ.9. Metrological examination of the document on the SVI.

10. Аттестация СВИ.10. Certification of SVI.

В назначении СВИ указывается область применения, наименование измеряемых величин, характеристики измеряемых величин (диапазоны), характеристики объектов измерений. Требования к погрешности измерений устанавливаются с учетом всех составляющих (методической, инструментальной, вносимой оператором). Условия измерений задают в виде номинальных значений или границ диапазонов возможных значений влияющих величин.The scope of application indicates the scope, the name of the measured values, the characteristics of the measured quantities (ranges), the characteristics of the measurement objects. The requirements for measurement error are established taking into account all components (methodological, instrumental, introduced by the operator). The measurement conditions are set in the form of nominal values or the boundaries of the ranges of possible values of influencing quantities.

Исходные данные для разработки СВИInitial data for the development of SVI

Назначение СВИ. Данный способ выполнения измерений предназначен для проведения морфологических исследований макропрепаратов на их цветных изображениях при автоматизированной дистанционной гистологической экспресс-диагностике с использованием информационно-измерительного комплекса поддержки принятия решений АТЛАНТ.Appointment SVI. This measurement method is intended for morphological studies of macro preparations on their color images with automated remote histological express diagnostics using the ATLANT information-measuring complex for decision-making support.

Объектами измерения являются патологические (опухолевые и неопухолевые) ткани щитовидной железы, удаленные во время проведения хирургических операций. Выбор операционного материала осуществляется оперирующим хирургом. Перед выполнением измерений операционный материал (макропрепарат) не требуют специальной обработки.The objects of measurement are pathological (tumor and non-tumor) tissues of the thyroid gland, removed during surgical operations. The choice of surgical material is carried out by the operating surgeon. Before performing measurements, the operating material (macro preparation) does not require special processing.

Область применения - при автоматизированной дистанционной диагностике в лабораториях гистологической экспресс-диагностики клиник.Scope - in automated remote diagnostics in laboratories of histological express diagnostics of clinics.

Измеряемые физические величины, а также их диапазоны (табл. 1):Measured physical quantities, as well as their ranges (table. 1):

Таблица 1Table 1 Измеряемая физическая величина измеряемой величиныMeasured physical quantity of a measured quantity Единицы измеренияUnits Диапазон измененияChange range 1one Расстояние между опорными точкамиDistance between reference points смcm 0,5-100.5-10 22 Периметр выделенного объектаThe perimeter of the selected object смcm 3-303-30 33 Площадь выделенного объектаArea of the selected object см2 cm 2 0,8-780.8-78 4four Коэффициент формыShape factor безразмерныйdimensionless 1-21-2 * Опорные точки - точки, характеризующие по мнению эксперта границы информативной области.* Reference points - points characterizing, according to the expert, the boundaries of the informative area.

Формулировка измерительной задачиFormulation of the measurement problem

Набор измеряемых характеристик определяется в соответствии с требованиями описания биопсийного и операционного материала. Измерения проводятся по цветным цифровым изображениям с помощью специальной программы, являющейся частью программного обеспечения автоматизированной дистанционной гистологической диагностики. На первом этапе выбирается наиболее информативное изображение, на котором четко видны патологические участки. Перед проведением измерений вводится масштаб и измеряемая величина. Затем пользователь в интерактивном режиме отмечает границы областей, параметры которых автоматически рассчитываются и заносятся в формализованное макроскопическое заключение.The set of measured characteristics is determined in accordance with the requirements of the description of biopsy and surgical material. Measurements are carried out on color digital images using a special program that is part of the automated remote histological diagnostic software. At the first stage, the most informative image is selected, on which pathological areas are clearly visible. Before taking measurements, the scale and the measured value are entered. Then the user interactively marks the boundaries of the areas whose parameters are automatically calculated and entered into a formalized macroscopic conclusion.

При получении изображений исследуемый материал располагается на предметном столе фотобокса, на котором нанесена масштабная сетка с шагом 1 см. С помощью масштабной сетки производится проверка работоспособности системы перед началом измерений и визуальный контроль со стороны пользователя во время выполнения измерений.When obtaining images, the material under study is located on the photobox object table, on which a scale grid is applied with a step of 1 cm. Using the scale grid, the system is checked for performance before starting measurements and visual control is made by the user during measurements.

Как правило, проводятся четыре типа измерений на изображении макропрепарата щитовидной железы: линейные размеры по большой и малой осям инерции L, периметр Р, площадь S, коэффициент формы К, при этом перед началом измерений определяют масштабный коэффициент для приведения результатов измерений к метрическим единицам длины и площади:

Figure 00000002
, где L=1 см, l - то же расстояние в пикселях изображения, а коэффициент формы рассчитывают по формуле
Figure 00000004
.As a rule, four types of measurements are taken on the image of a thyroid gland macro product: linear dimensions along the major and minor axes of inertia L, perimeter P, area S, shape coefficient K, and before starting the measurements, a scale factor is determined to bring the measurement results to metric units of length and area:
Figure 00000002
, where L = 1 cm, l is the same distance in pixels of the image, and the shape factor is calculated by the formula
Figure 00000004
.

Требования к погрешности измеренияMeasurement Error Requirements

В отсутствие автоматизированных средств измерений морфологических характеристик макропрепаратов в медицинской практике указанные измерения проводят вручную с помощью линейки. Аттестованная погрешность линейки при определении расстояния между двумя точками равна 1 мм. В реальных условиях проведенные опыты показали, что на глаз врач определяет линейный размер опухоли (который составляет в большинстве случаев 3-4 см) с погрешностью 3 мм. При этом площадь определяется путем произведения размеров осей инерции, таким образом, круглая форма аппроксимируется квадратом, что приводит к возрастанию погрешности.In the absence of automated measuring instruments for the morphological characteristics of macro preparations in medical practice, these measurements are carried out manually using a ruler. The certified ruler error in determining the distance between two points is 1 mm. In real conditions, the experiments showed that the doctor determines the linear size of the tumor (which in most cases is 3-4 cm) with an error of 3 mm. In this case, the area is determined by the product of the dimensions of the axes of inertia, thus, the round shape is approximated by a square, which leads to an increase in the error.

С использованием автоматизированной системы макроскопического анализа можно повысить точность измеряемых параметров. Для тех же типичных размеров опухолей погрешности измерений системы устанавливаются на следующем уровне (табл. 2):Using an automated system of macroscopic analysis, it is possible to increase the accuracy of the measured parameters. For the same typical tumor sizes, measurement system errors are set at the following level (Table 2):

Таблица 2table 2 Измеряемая физическая величинаMeasured physical quantity Погрешность системы (в %)System error (in%) 1one Расстояние между опорными точкамиDistance between reference points 33 22 Периметр выделенного объектаThe perimeter of the selected object 33 33 Площадь выделенного объектаArea of the selected object 33 4four Коэффициент формыShape factor 55

Операции по подготовке к выполнению измерений.Operations to prepare for measurements.

Операции по подготовке к измерениям имеют своей целью получение цифрового информативного изображения достаточного качества. Качество изображения считается достаточным для проведения измерений, если:Measurement preparation operations are aimed at obtaining a digital informative image of sufficient quality. Image quality is considered sufficient for measurements if:

- на нем четко видны патологические области, размеры которых требуется определить,- on it pathological areas are clearly visible, the sizes of which are required to be determined,

- изображение сфокусировано, отсутствует смаз и явные оптические искажения,- the image is focused, there is no blur and obvious optical distortion,

- в поле кадра нет подтеков, которые искажают форму препарата.- there are no smudges in the frame field that distort the shape of the preparation.

После завершения макроисследований макропрепарата переходят к микроскопическому исследованию образца - гистологического среза ткани. Образец получают путем вырезания гистологического среза ткани, далее осуществляют подготовку полученного среза ткани для микроскопического исследования. При этом необходимо учитывать, что на процесс изучения микропрепаратов под микроскопом влияет соблюдение норм вырезки, замораживания и окрашивания срезов ткани. От этого во многом зависит сохранение реальной картины опухоли на препарате, подвергнутом обработке и адекватность оценки наблюдаемых структур. На фиг.6а, 6б, 6в и 6г приводится ряд примеров изображений правильно изготовленных гистологических срезов и препаратов с артефактами, т.е. с дефектами, которые являются помехами при компьютерной диагностике (складки, воздушные пузыри, грязь, посторонние предметы).After the completion of macroscopic studies, the macrodrug proceeds to a microscopic examination of the sample — a histological section of the tissue. The sample is obtained by cutting a histological tissue section, then the resulting tissue section is prepared for microscopic examination. It should be borne in mind that the process of studying micropreparations under a microscope is affected by compliance with the norms of cutting, freezing and staining of tissue sections. The preservation of the real picture of the tumor on the preparation subjected to treatment and the adequacy of the assessment of the observed structures largely depend on this. Figures 6a, 6b, 6c and 6d show a number of examples of images of correctly prepared histological sections and preparations with artifacts, i.e. with defects that are interferences with computer diagnostics (wrinkles, air bubbles, dirt, foreign objects).

На фиг.6а представлен правильно приготовленный препарат. Изображение щитовидной железы нормального строения, увеличение х10, толщина среза 5 мкм, окраска гематоксилин-эозином.On figa presents a properly prepared drug. Image of the thyroid gland of normal structure, x10 magnification, slice thickness 5 μm, hematoxylin-eosin stain.

На фиг.6б показан препарат, приготовленный некачественно. Изображение щитовидной железы нормального строения, увеличение х10, толщина среза 15 мкм, окраска гематоксилин-эозином, при этом образец передержан в гематоксилине, а из-за большой толщины среза невозможно сфокусировать препарат, и ядра накладываются друг на друга, кроме того, имеется складка в препарате.On figb shows a drug prepared poorly. The image of the thyroid gland is normal in structure, x10 magnification, slice thickness 15 μm, hematoxylin-eosin stain, the sample was overexposed in hematoxylin, and because of the large thickness of the slice it is impossible to focus the drug, and the nuclei overlap each other, in addition, there is a fold in the drug.

На фиг.6в также показан препарат, приготовленный некачественно. Изображение щитовидной железы нормального строения, увеличение х10, толщина среза 5 мкм, окраска гематоксилин-эозином, однако препарат передержан в эозине.On figv also shows a drug prepared poorly. The image of the thyroid gland is normal in structure, x10 magnification, slice thickness 5 μm, hematoxylin-eosin staining, however, the drug was overexposed to eosin.

На фиг.6г также показан некачественно приготовленный препарат. Изображение щитовидной железы нормального строения, увеличение х10, толщина среза 10 мкм, окраска гематоксилин-эозином, но под покровным стеклом - воздушный пузырь, не позволяющий правильно сфокусировать изображение.6g also shows a poorly prepared preparation. The image of the thyroid gland is normal in structure, x10 magnification, slice thickness 10 μm, hematoxylin-eosin stain, but under the coverslip there is an air bubble that does not allow the image to be correctly focused.

После получения среза проводят его микроскопическое исследование с использованием соединенной с компьютером системы получения изображений образца, содержащей микроскоп, цифровую камеру, согласующий модуль для стыковки цифровой камеры и микроскопа, при проведении которого позиционируют срез ткани на предметном столе микроскопа, производят первоначально обзорный просмотр, для проведения которого устанавливают 4-кратный объектив и осуществляют его фокусировку.After receiving the slice, it is microscopically examined using a computer-imaged sample imaging system containing a microscope, a digital camera, a matching module for joining a digital camera and a microscope, during which a tissue section is positioned on the microscope object table, and an initial review is performed to conduct which set a 4x lens and focus it.

Проводят автоматическое сканирование, в результате которого получают цифровые изображения среза ткани, которые выводят на экран монитора компьютера, выделяют маркировкой зоны изображений среза ткани для дальнейшей их детализации, осуществляют смену объектива микроскопа на объектив с большим увеличением и его фокусировку, проводят автоматическое сканирование выделенных зон изображений среза ткани, в результате которого получают увеличенные цифровые изображения выделенных зон изображений среза ткани, которые выводят на экран монитора компьютера, проводят измерение геометрических параметров указанных выделенных зон изображений среза ткани, описывают полученные изображения с помощью формализованных признаков из заданного набора формализованных признаков, по полученной комбинации формализованных признаков отбирают из множества эталонных изображений, содержащихся в базе эталонных изображений, те эталонные изображения, которые имеют сходные величины параметров и сходные комбинации признаков, после чего осуществляют сравнение полученных изображений с отобранными эталонными изображениями, результаты которого используют для гистологической диагностики новообразования щитовидной железы.An automatic scan is carried out, as a result of which digital images of a tissue section are obtained, which are displayed on a computer screen, highlighted with a marking of the image section of a tissue section for further detailing, the microscope lens is changed to a high-magnification lens and focused, and the selected image zones are automatically scanned tissue section, resulting in enlarged digital images of the selected areas of the tissue section images that are displayed on the monitor screen computer, measure the geometric parameters of these selected zones of images of tissue sections, describe the images using formalized features from a given set of formalized features, according to the combination of formalized features selected from the set of reference images contained in the base of reference images, those reference images that have similar values of parameters and similar combinations of features, after which the obtained images are compared with the selected mi reference images, the results of which are used for histological diagnosis of thyroid neoplasms.

Автоматическое сканирование при микроскопическом исследовании осуществляют посредством заданных координатных перемещений с ограничением крайних положений предметного стола приводами перемещения, связанными с компьютером, причем приводы перемещения предметного стола выполнены в виде блока мотор-редукторов, состоящего из шаговых двигателей с редукторами, при этом для осуществления исследований используют микроскоп МИКМЕД-2 и предметный стол координатный КС-30.Automatic scanning during microscopic examination is carried out by means of predetermined coordinate displacements with restriction of the extreme positions of the subject table by displacement drives connected to the computer, and the disks of the movement of the subject table are made in the form of a block of gear motors consisting of stepper motors with gears, using a microscope to carry out studies MIKMED-2 and object table coordinate KS-30.

Устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на котором выполнена разметка с шагом 1 см в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а с заднего края и боковых сторон на предметном столе установлены ограждения, при этом перед размещением на предметном столе макропрепарат промакивают салфеткой.The device for positioning and lighting a macro-image acquisition system contains an object table for installing a macro-preparation, on which markings are made with a step of 1 cm in two mutually perpendicular directions, and barriers are installed on the object table from the rear edge and sides, while a macro preparation is placed on the object table blot with a napkin.

Фотографирование макропрепарата производят в огражденном со всех сторон ограниченном объеме, имеющем закрываемый проем для доступа внутрь, причем стенки ограждения выполнены из легко моющегося материала и имеют внутреннюю - светоотражающую, а наружную - светопоглощающую поверхности, при этом устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на основании которого жестко закреплено средство позиционирования цифровой камеры и источников света в виде штатива, состоящего из трех вертикальных полозьев-направляющих, которые в горизонтальном сечении расположены в вершинах треугольника, при этом источники света установлены симметрично относительно оптической оси цифровой фотокамеры. При этом фотографирование макропрепарата производят при рассеянном освещении посредством размещения внутри ограниченного объема между источниками света и предметным столом полупрозрачных заслонок, выполненных из белого полупрозрачного легко моющегося материала, при этом в качестве источников света используют галогенные лампы, которые располагают выше места установки цифровой фотокамеры.Photographing a macro product is carried out in a limited volume enclosed on all sides, with a lockable opening for access inside, the walls of the fence made of easily washable material and have an internal reflective surface and an external light-absorbing surface, and the positioning and lighting device of the macro image preparation system contains a subject a table for installing a macro preparation, on the basis of which a means for positioning a digital camera and light sources is rigidly fixed a tripod consisting of three vertical guide-rails, which are arranged in the horizontal section in a triangle, wherein the light sources are arranged symmetrically about the optical axis of the digital camera. At the same time, the macro preparation is photographed under diffuse lighting by placing translucent shutters made of white translucent easily washable material inside the limited volume between the light sources and the object table, using halogen lamps that are located above the place of installation of the digital camera as light sources.

Дополнительно при проведении гистологической диагностики новообразования щитовидной железы на экране монитора компьютера отображают данные о вероятности того или иного диагноза при наличии каждой из комбинаций признаков, имеющихся в отобранных эталонных изображениях, и используют эти данные при сравнении полученных изображений с отобранными эталонными изображениями.Additionally, when conducting a histological diagnosis of a thyroid neoplasm, data on the probability of a particular diagnosis in the presence of each of the combinations of signs present in the selected reference images are displayed on a computer monitor screen and these data are used when comparing the obtained images with the selected reference images.

При проведении указанных исследований дополнительно используют систему, состоящую из связанных посредством компьютерной связи лаборантского и консультационного пунктов, каждый из которых содержит компьютер, причем компьютер, соединенный с системами получения изображений, соответственно макропрепарата и образца, используют в качестве компьютера лаборантского пункта.When carrying out these studies, an additional system is used consisting of computer-assisted laboratory and consultation points, each of which contains a computer, and a computer connected to image-acquisition systems, respectively, of a macrodrug and a sample, is used as a laboratory computer.

Требования к лаборанту, работающему на лаборантском пункте:Requirements for the laboratory assistant working at the laboratory:

1. Наличие допуска к работе в патологоанатомической лаборатории, специальной подготовки по охране труда, в том числе на II квалификационную группу по электробезопасности, отсутствие противопоказаний по состоянию здоровья (в соответствии с инструкцией по охране труда для персонала патологоанатомической лаборатории).1. Availability of access to work in the pathology laboratory, special training in labor protection, including qualification group II for electrical safety, the absence of contraindications for health reasons (in accordance with the instructions on labor protection for the staff of the pathology laboratory).

2. Умение готовить гистологические препараты и работать с биологическим микроскопом.2. The ability to prepare histological preparations and work with a biological microscope.

3. Элементарные навыки работы с компьютером с операционной системой Windows (включение, выключение питания, запуск приложений на рабочем столе, переход между приложениями).3. Basic skills of working with a computer with the Windows operating system (turning on, turning off the power, launching applications on the desktop, switching between applications).

4. Навыки работы с прикладным программным обеспечением комплекса АТЛАНТ.4. Skills of working with application software of the ATLANT complex.

5. Умение работать с установкой для фотосъемки операционного материала (настраивать освещение операционного материала, выбирать экспозицию для фотосъемки, проводить фотосъемку).5. The ability to work with the installation for photographing operational material (adjust the illumination of the operational material, select the exposure for photographing, conduct photography).

Требования к консультанту, работающему на консультационном пункте:Requirements for a consultant working at a consulting point:

1. Наличие квалификации врача-патологоанатома.1. The qualifications of a pathologist.

2. Пункты 3, 4 (см. выше: 3. Элементарные навыки работы с компьютером с операционной системой Windows (включение, выключение питания, запуск приложений на рабочем столе, переход между приложениями).2. Items 3, 4 (see above: 3. Basic skills of working with a computer running Windows (turning on, turning off the power, launching applications on the desktop, switching between applications).

4. Навыки работы с прикладным программным обеспечением комплекса АТЛАНТ.4. Skills of working with application software of the ATLANT complex.

Лаборантский пункт, в котором проводится автоматизированный анализ, должен быть оборудован в полном соответствии с требованиями к лабораториям, в которых проводятся исследования биопсийного и операционного материала, должен быть оборудован вентиляцией (табл. 3).The laboratory room at which the automated analysis is carried out must be equipped in full compliance with the requirements for the laboratories in which the biopsy and surgical material is studied, it must be equipped with ventilation (Table 3).

Таблица 3Table 3

Условия выполнения измеренийMeasurement Conditions Температура окружающей средыAmbient temperature от +18 до +25°Сfrom +18 to + 25 ° С Относительная влажностьRelative humidity от 60 до 80%from 60 to 80% Атмосферное давлениеAtmosphere pressure от 86 до 104 кПаfrom 86 to 104 kPa

Между лаборантским и консультационным пунктами осуществляется постоянная двухсторонняя аудио-связь.Between the laboratory and consultation points there is a constant two-way audio communication.

На фиг.8 показан пример возможного сценария дистанционного управления вырезкой операционного материала. После проведения на лаборантском пункте обзорной фотосъемки новообразования щитовидной железы полученные цифровые изображения новообразования щитовидной железы направляют по сети компьютерной связи на консультационный пункт, на котором осуществляют выделение маркировкой по крайней мере одного макроучастка на цифровом изображении новообразования щитовидной железы, и направляют на лаборантский пункт указание на получение увеличенного цифрового изображения каждого выделенного макроучастка, а после получения на лаборантском пункте увеличенного цифрового изображения каждого макроучастка направляют его на консультационный пункт, при этом указанные операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка и получения его увеличенного цифрового изображения и передачу соответствующих сведений с пункта на пункт повторяют до тех пор, пока не получат изображения всех выбранных для исследования макроучастков и определят на консультационном пункте место для выреза среза ткани, после чего на лаборантский пункт направляют указание на выполнение среза ткани, а на консультационном пункте проводят указанные измерения макроучастков новообразования щитовидной железы и определяют наличие или отсутствие у них признаков из заданного эталонного набора признаков (фиг.9). Микропрепарат (срез ткани) подготавливают к исследованиям (фиг.10), этот процесс содержит процедуры по заморозке кусочка опухоли в микротоме, фиксации, окраске в гематоксилин-эозине и заключению в бальзам. Лаборант в итоге этих процедур получает микропрепарат для изучения под микроскопом. При этом система микроанализа подготавливается к работе (фиг.11). На этом этапе лаборант включает питание микроскопа, моторизованного привода и камеры, загружает программное обеспечение системы микроанализа. Первым необходимым условием работоспособности системы микроскопического анализа служит отсутствие предупреждений о неполадках, когда программное обеспечение загружено.On Fig shows an example of a possible scenario for remote control cutting of operational material. After conducting a survey photograph of the thyroid neoplasm at the laboratory station, the received digital images of the thyroid neoplasm are sent via a computer communication network to the consultation center, where at least one macro-section is marked out on the digital image of the thyroid neoplasm, and an indication of receipt is sent to the laboratory assistant an enlarged digital image of each selected macro-section, and after receiving it at the laboratory e of the enlarged digital image of each macro section send it to the consultation point, while the indicated operations of marking the corresponding macro section with the marking and obtaining its enlarged digital image and transferring the relevant information from point to point are repeated until the images of all the macro sections selected for the study are received and determined at the consultation point, a place for cutting a tissue cut, after which an instruction is sent to the laboratory assistant to perform a tissue cut, and to nsultatsionnom said measuring step is performed macroportion neoplasm of thyroid gland and determine the presence or absence of these features in a given reference set of features (9). A micropreparation (tissue section) is prepared for research (Fig. 10), this process contains procedures for freezing a tumor piece in a microtome, fixing, staining in hematoxylin-eosin and imprisoning in a balm. The lab assistant as a result of these procedures receives a micropreparation for examination under a microscope. In this case, the microanalysis system is prepared for operation (Fig. 11). At this stage, the laboratory assistant turns on the power of the microscope, motorized drive and camera, loads the software of the microanalysis system. The first prerequisite for the performance of the microscopic analysis system is the absence of warnings about problems when the software is loaded.

После чего осуществляют дистанционный поиск информационных полей на микропрепарате (фиг.12), который включает автоматическое сканирование среза ткани.Then carry out a remote search for information fields on a micropreparation (Fig), which includes an automatic scan of a tissue section.

Полученные в процессе проведения автоматического сканирования цифровые изображения среза ткани одновременно изображают на экранах мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов, после чего на консультационном пункте проводят выделение маркировкой зон изображений среза ткани для дальнейшей их детализации, и направляют на лаборантский пункт указание на проведение автоматического сканирования и получение увеличенных цифровых изображений выделенных зон изображений среза ткани, которые выводят одновременно на экраны мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов, после чего на консультационном пункте проводят указанные выше операции.Digital images of a tissue section obtained in the process of automatic scanning are simultaneously displayed on the computer monitors screens of the laboratory and consultation centers, after which the zones of the tissue section images are marked with marking for further detailing at the consulting center, and an automatic scanning and receipt are sent to the laboratory station enlarged digital images of the selected areas of the tissue section images, which are displayed simultaneously on the screen s laborantskogo consultation and computer monitors points, after which the advisory paragraph above operation is carried out.

При проведении по крайней мере одной операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка дополнительно маркируют место проведения разреза новообразования щитовидной железы, и дополнительно направляют на лаборантский пункт указание о проведении соответствующего разреза и получении его увеличенного цифрового изображения, при этом на лаборантском пункте дополнительно формируются и направляются на консультационный пункт исходные данные по больному.When carrying out at least one extraction operation by marking the corresponding macro-section, the location of the thyroid neoplasm incision is additionally marked and the direction about the corresponding incision and receipt of its enlarged digital image are additionally sent to the laboratory, while the laboratory is additionally formed and sent to the consultation initial data on the patient.

На консультационном пункте дополнительно формируется информационный пакет, содержащий результаты измерений величин Р, L, S и описание новообразования щитовидной железы с прилагаемыми полученными соответствующими изображениями и оформленным протоколом для размещения в базе данных. При получении изображения макроучастка макропрепарата в случае необходимости осуществляют дистанционное управление системой получения изображений макропрепарата для позиционирования макроучастка макропрепарата.At the consultation point, an information package is additionally formed containing the results of measurements of P, L, S values and a description of the thyroid neoplasm with the attached received images and a formatted protocol for placement in the database. Upon receipt of the image of the macro-section of the macro-preparation, if necessary, remote control is carried out of the macro-image acquisition system for positioning the macro-section of the macro-preparation.

Выполнение измерений, формирование описания новообразования щитовидной железы и оформление протокола на консультационном пункте осуществляется во время проведения на лаборантском пункте вырезки среза и приготовления среза для микроскопического исследования.Measurements, the formation of a description of the thyroid neoplasm and the execution of the protocol at the consultation point are carried out during the cutting of the slice at the laboratory station and the preparation of the slice for microscopic examination.

При определении диагноза консультант может обратиться к информационной экспертной системе поддержки принятия решений, включающей встроенную базу данных, содержащую цветные эталонные изображения новообразований щитовидной железы и срезов ткани новообразований щитовидной железы и их формализованные описания по эталонному набору признаков, и программных модулей для управления указанной базой данных (фиг.13). База данных включает цветные изображения препаратов опухолей, снятые на различных увеличениях объективов х4, х10, х20, х40 (типы объективов), стандартизованные описания к ним с промаркированными на изображениях признаками, а также специально разработанные средства поиска сходных случаев заболеваний, которые дают возможность при принятии решений использовать опыт ведущих специалистов-гистологов. Материалом для создания базы данных опухолей щитовидной железы послужили в комплексе АТЛАНТ 325 случаев опухолей и опухолеподобных процессов (свыше 2500 изображений), относящихся к 15 нозологическим единицам.When determining the diagnosis, the consultant can turn to the information expert decision support system, which includes an integrated database containing color reference images of thyroid neoplasms and tissue sections of the thyroid neoplasms and their formalized descriptions of the reference set of signs, and software modules for managing the specified database ( Fig.13). The database includes color images of tumor preparations taken at various magnifications of x4, x10, x20, x40 lenses (types of lenses), standardized descriptions of them with signs marked on the images, as well as specially developed means of searching for similar cases of diseases that make it possible to take decisions to use the experience of leading histologists. In the ATLANT complex, 325 cases of tumors and tumor-like processes (over 2500 images) belonging to 15 nosological units served as material for creating a database of thyroid tumors.

На заключительном этапе лаборант распечатывает протокол диагностики и завершает сеанс работы с информационно-измерительным комплексом поддержки принятия решений АТЛАНТ.At the final stage, the laboratory assistant prints out the diagnostic protocol and completes the session with the ATLANT decision support information and measurement complex.

Следует отметить, что в процессе работы на любом этапе при необходимости лаборант и консультант могут обратиться к встроенной обучающей системе.It should be noted that in the process of work at any stage, if necessary, the laboratory assistant and consultant can turn to the built-in training system.

Предложенный способ интерактивного микроскопического анализа препаратов щитовидной железы, упоминавшийся выше, осуществляется в среде программного обеспечения информационной экспертной системы поддержки принятия решений (см. фиг.14 - структура программного обеспечения экспертной системы) и включает семь основных модулей:The proposed method for interactive microscopic analysis of thyroid preparations, mentioned above, is carried out in the software environment of the information expert decision support system (see Fig. 14 - software structure of the expert system) and includes seven main modules:

пользовательский интерфейс (24), подсистемы: пополнения базы данных (25), анализа данных (26), обучения пользователя (27), редактирования признаков и нозологических форм (28), база данных изображений и описаний (29), база данных признаков и нозологии (30).user interface (24), subsystems: updating the database (25), data analysis (26), user training (27), editing signs and nosological forms (28), a database of images and descriptions (29), a database of signs and nosology (thirty).

Объектами исследования в представленной на фиг.14 структуре экспертной системы выступают цветные микроскопические изображения опухолей щитовидной железы в формате .bmp как вводимые в компьютер напрямую с камеры, сопряженной с микроскопом, так и загружаемые из файла. Обобщенная методика работы с экспертной системой показана на фиг.15. В ней запрограммировано три основных режима: диагностика, пополнение (редактирование) и обучение.The objects of study in the structure of the expert system shown in Fig. 14 are color microscopic images of thyroid tumors in .bmp format, either directly entered into a computer from a camera connected to a microscope or downloaded from a file. A generalized methodology for working with an expert system is shown in Fig. 15. Three main modes are programmed in it: diagnostics, replenishment (editing) and training.

1. Режим пополнения (редактирования) включает два базовых сценария: динамическое редактирование формализованных списков информативных признаков и нозологических форм и пополнение (своего рода обучение экспертной системы) новыми случаями-эталонами. Этот режим доступен для работы только экспертам. Эталонами называют морфологически подтвержденные случаи заболеваний, описанные экспертами. В соответствии со вторым сценарием эксперт вводит изображения гистологических препаратов из файла или с камеры, данные, образующие описание изображений в заданном признаковом пространстве, а также наносит соответствующую информативным признакам графическую разметку на изображениях. Затем эти случаи сохраняются в базе знаний.1. The replenishment (editing) mode includes two basic scenarios: dynamic editing of formalized lists of informative features and nosological forms and replenishment (a kind of training of the expert system) with new reference cases. This mode is available only for experts. Reference standards are morphologically confirmed cases of diseases described by experts. In accordance with the second scenario, an expert enters images of histological preparations from a file or from a camera, data forming a description of images in a given feature space, and also draws graphic markings corresponding to informative features on the images. Then these cases are stored in the knowledge base.

2. Режим обучения. В нем предусмотрено три основных сценария: просмотр (изучение), тренинг и контроль знаний. В режиме обучения допускается просматривать все имеющиеся в базе знаний изображения по выбранным нозологическим единицам, любым формализованным признакам, их комбинациям, изучать отдельные промаркированные признаки, наиболее характерные для выбранных нозологии, а также описания, разработанные ведущими экспертами в области гистологической диагностики опухолей щитовидной железы и сопоставлять их со своими. После освоения принципов организации знаний, заложенных в базу, рекомендуется переходить к сценарию тренинга. Этот сценарий включает следующие этапы: описание по признакам случайно выбранного из базы данных случая заболевания, представленного рядом изображений, постановка предположительного диагноза, сравнение своего диагноза и описания с эталонными. Сценарий контроля знаний (условно экзамена) отличается от тренинга функцией автоматического подсчета числа просмотренных случаев и количества правильных ответов.2. Training mode. It provides for three main scenarios: viewing (studying), training and knowledge control. In the training mode, it is allowed to view all the images available in the knowledge base for the selected nosological units, any formalized signs, their combinations, study the individual marked signs that are most characteristic of the selected nosology, as well as descriptions developed by leading experts in the histological diagnosis of thyroid tumors and compare them with their own. After mastering the principles of the organization of knowledge embedded in the base, it is recommended to proceed to the training scenario. This scenario includes the following steps: a description based on signs of a case of a disease randomly selected from the database, presented in a series of images, an estimated diagnosis, a comparison of your diagnosis and description with a reference. The knowledge control scenario (conditionally exam) differs from training in the function of automatically calculating the number of cases viewed and the number of correct answers.

3. Режим диагностики. Стратегия диагностики с использованием системы поддержки принятия решений может быть выстроена по двум основным сценариям, которые могут использоваться вместе или по отдельности: интерактивный электронный атлас или экспертная система.3. Diagnostic mode. A diagnostic strategy using a decision support system can be built according to two main scenarios that can be used together or separately: an interactive electronic atlas or an expert system.

Будучи схожим с рутинным способом диагностики первый режим обладает неоспоримыми преимуществами: возможность быстрого поиска изображений по признакам или нозологиям, изображения снабжены уточнениями диагноза, комментариями, специальной разметкой, акцентирующей внимание на информативные признаки, возможность вывода на принтер изображений и сопровождающей информации, функция просмотра изображений с заданной комбинацией признаков в рамках определенных нозологических единиц и их сравнение.Being similar to the routine diagnostic method, the first mode has indisputable advantages: the ability to quickly search for images by signs or nosologies, the images are equipped with clarification of the diagnosis, comments, special markup that focuses on informative signs, the ability to display images and accompanying information on the printer, the function of viewing images with a given combination of features within certain nosological units and their comparison.

Второй сценарий (экспертная система) - интеллектуальное ядро рассматриваемой системы поддержки принятия решений. Задачей экспертной системы является определение класса (нозологическая форма), к которому с наибольшей вероятностью принадлежит исследуемый объект (случай заболевания). Для этого пользователем задается комбинация признаков, в которых он наиболее уверен, а система осуществляет автоматический поиск всех случаев с аналогичной комбинацией в базе знаний. Далее можно просмотреть в процентном отношении, каким образом распределены эти случаи на пространстве всех заложенных в базу нозологических форм. Возможны также пути сужения диагностических рамок путем ужесточения условий поиска за счет добавления новых признаков. Окончательное решение остается за пользователем, а система в данном случае выступает в роли "виртуального консилиума" экспертов и может ориентировать его в рамках диагностического процесса.The second scenario (expert system) is the intellectual core of the decision-making support system under consideration. The task of the expert system is to determine the class (nosological form), to which the studied object (case of disease) most likely belongs. To do this, the user sets a combination of features in which he is most confident, and the system automatically searches for all cases with the same combination in the knowledge base. Next, you can see in percentage terms how these cases are distributed in the space of all nosological forms laid down in the database. There are also ways to narrow the diagnostic framework by tightening the search conditions by adding new features. The final decision rests with the user, and the system in this case acts as a "virtual consultation" of experts and can orient him within the diagnostic process.

Оформление результатов исследованияPresentation of research results

Формирование стандартизованных форм документации по результатам исследований является необходимым условием эффективной автоматизации гистологической диагностики опухолей щитовидной железы. В рамках проведения диагностики с использованием комплекса поддержки принятия решений АТЛАНТ с помощью специально разработанных компьютерных форм формируются следующие стандартизованные заключения:The formation of standardized forms of documentation based on research results is a prerequisite for the effective automation of histological diagnosis of thyroid tumors. In the framework of diagnostics using the ATLANT decision support complex, using the specially designed computer forms, the following standardized conclusions are formed:

1. Формализованное макроскопическое заключение, которое содержит общее описание материала с указанием присланной части, размеров присланного материала, числа и видов патологических процессов в нем, описание каждого из патологических процессов. Заключение включает в себя цветные изображения макропрепаратов с маркировкой размеров, выделенными зонами интереса и линиями разреза.1. A formalized macroscopic conclusion, which contains a general description of the material indicating the part sent, the size of the material sent, the number and types of pathological processes in it, a description of each of the pathological processes. The conclusion includes color images of macro preparations with size marking, highlighted areas of interest and cut lines.

2. Протокол телемедицинской диагностики, содержащий данные о пациенте, клинический диагноз, макроскопическое описание, гистологический диагноз, наиболее характерные изображения микропрепарата для визуального подтверждения заключений консультанта, а также служебную информацию (№ больницы, ФИО лаборанта и консультанта, дату и т.д.).2. The protocol of telemedicine diagnostics containing patient data, clinical diagnosis, macroscopic description, histological diagnosis, the most characteristic images of a micropreparation for visual confirmation of the consultant’s conclusions, as well as service information (hospital number, name of laboratory and consultant, date, etc.) .

3. Печатные формы вывода заключений экспертной системы с результатами поиска сходных случаев заболеваний с иллюстрирующими их изображениями и расшифровкой информативных признаков.3. Printed forms of the conclusion of the conclusions of the expert system with the results of the search for similar cases of diseases with illustrating images and decoding of informative signs.

В предложенном техническом решении обеспечено получение следующих основных результатов.The proposed technical solution provides the following main results.

Разработан способ автоматизированной дистанционной гистологической экспресс-диагностики опухолей и опухолеподобных процессов с применением информационно-измерительного комплекса поддержки принятия решений АТЛАНТ. Способ предназначен для проведения автоматизированной дистанционной гистологической экспресс-диагностики опухолей в любом учреждении здравоохранения, в котором проводится гистологическая диагностика (как плановая, так и экспресс). Технически комплекс представляет совокупность двух АРМов лаборанта и консультанта, соединенных волоконно-оптической линией связи, один из которых, АРМ лаборанта, включает подсистемы ввода изображений макропрепаратов и ввода изображений микропрепаратов.A method was developed for automated remote histological rapid diagnosis of tumors and tumor-like processes using the ATLANT information-measuring complex for decision-making support. The method is intended for automated remote histological rapid diagnosis of tumors in any healthcare institution in which histological diagnosis is performed (both planned and express). Technically, the complex represents a combination of two laboratory assistant and consultant workstations connected by a fiber-optic communication line, one of which, laboratory assistant's workstation, includes subsystems for inputting images of macropreparations and inputting images of micropreparations.

Реализация способа базируется на следующих основных этапах: подготовка и настройка системы макроанализа, дистанционное управление вырезкой операционного материала, макроанализ ОМ, приготовление микропрепарата, подготовка и настройка системы микроанализа, дистанционный поиск информативных полей на микропрепарате, микроанализ с использованием информационной экспертной системы. Этапы представлены в виде иерархической структуры с различными уровнями детализации.The implementation of the method is based on the following main stages: preparation and tuning of the macroanalysis system, remote control of the cutting of operational material, OM macroanalysis, micropreparation preparation, preparation and tuning of the microanalysis system, remote search for informative fields on the micropreparation, microanalysis using an expert information system. Stages are presented in a hierarchical structure with different levels of detail.

Результаты автоматизированной диагностики представляются в виде стандартизованных форм документации: формализованное макроскопическое заключение, протокол телемедицинской диагностики, печатные формы вывода заключений экспертной системы.The results of automated diagnostics are presented in the form of standardized forms of documentation: a formalized macroscopic conclusion, a protocol for telemedicine diagnostics, printed forms for the conclusion of conclusions of an expert system.

2. Детально представлена последовательность выполнения измерений патологических областей макропрепарата, являющаяся обеспечивающим элементом реализации способа автоматизированной диагностики, которая регламентирует исходные данные (объекты измерений, измеряемые величины и их диапазоны), содержит формулировку измерительной задачи, требования к погрешности измерений, процедуры по подготовке к выполнению и выполнение измерений.2. A sequence of measurements of pathological areas of a macrodrug is presented in detail, which is a providing element for the implementation of an automated diagnostic method that regulates the initial data (measurement objects, measured values and their ranges), contains the formulation of the measurement problem, the requirements for measurement error, preparation procedures taking measurements.

3. Показана последовательность интерактивного микроанализа с применением информационной подсистемы поддержки принятия решений для щитовидной железы, которая включает три основных режимах: диагностика, пополнение (редактирование) и обучение. Режим редактирования, который доступен для работы только экспертам, включает два базовых сценария: динамическое редактирование формализованных списков информативных признаков и нозологических форм и пополнение новыми случаями-эталонами. В режиме обучения предусмотрено три основных сценария: просмотр (изучение), тренинг и контроль знаний. Стратегия диагностики с использованием системы поддержки принятия решений может быть выстроена по двум основным сценариям: интерактивный электронный атлас или экспертная система. Экспертная система определяет наиболее вероятный класс входного объекта и коэффициент достоверности полученного результата, а также выстраивает наиболее вероятные варианты диагностических решений для врача с возможностью просмотра и визуального сравнения изображений объектов входного и из базы данных.3. The sequence of interactive microanalysis using the information subsystem of decision support for the thyroid gland, which includes three main modes: diagnosis, replenishment (editing) and training, is shown. The editing mode, which is accessible only to experts, includes two basic scenarios: dynamic editing of formalized lists of informative signs and nosological forms and replenishment with new reference cases. In the training mode, there are three main scenarios: viewing (studying), training and knowledge control. A diagnostic strategy using a decision support system can be built in two main scenarios: an interactive electronic atlas or an expert system. The expert system determines the most probable class of the input object and the coefficient of confidence of the result, as well as builds the most likely diagnostic solutions for the doctor with the ability to view and visually compare images of the input object and from the database.

Измеряемые физические величины, а также их диапазоны (табл. 1):Measured physical quantities, as well as their ranges (table. 1):

Таблица 1Table 1 Измеряемая физическая величинаMeasured physical quantity ОбозначениеDesignation Единицы измеренияUnits Диапазон изменения измеряемой величиныMeasured value range 1one Расстояние между опорными точкамиDistance between reference points LL СмCm 0,5-100.5-10 22 Периметр выделенного объектаThe perimeter of the selected object РR СмCm 3-303-30 33 Площадь выделенного объектаArea of the selected object SS См2 Cm 2 0,8-780.8-78 4four Коэффициент формыShape factor КTO безразмерныйdimensionless 1-21-2 * Опорные точки - точки, характеризующие по мнению эксперта границы информативной области.* Reference points - points characterizing, according to the expert, the boundaries of the informative area. Таблица 2table 2 Измеряемая физическая величинаMeasured physical quantity Погрешность системыSystem error 1one Расстояние между опорными точкамиDistance between reference points ±3%± 3% 22 Периметр выделенного объектаThe perimeter of the selected object ±3%± 3% 33 Площадь выделенного объектаArea of the selected object ±3%± 3% 4four Коэффициент формыShape factor ±5%± 5%

Таблица 3Table 3 Условия выполнения измеренийMeasurement Conditions Температура окружающей средыAmbient temperature от +18 до +25° Сfrom +18 to + 25 ° С Относительная влажностьRelative humidity от 60 до 80%from 60 to 80% Атмосферное давлениеAtmosphere pressure от 86 до 104 кПаfrom 86 to 104 kPa

Claims (18)

1. Способ микроскопического исследования образца, включающий предварительное получение образца, при этом1. The method of microscopic examination of a sample, including preliminary obtaining the sample, while а) проводят макроскопическое исследование макропрепарата, предназначенного для получения образца, с использованием системы получения изображений макропрепарата, включающей цифровую фотокамеру и устройство позиционирования и освещения, и соединенного с ней компьютера, в ходе которогоa) conduct a macroscopic study of a macro product intended to obtain a sample using a macro image preparation system including a digital camera and a positioning and lighting device, and a computer connected to it, during which б) проводят обзорную фотосъемку макропрепарата, в результате которой получают цифровые изображения макропрепарата,b) conduct a survey photograph of the macro product, as a result of which digital images of the macro product are obtained, в) осуществляют выделение маркировкой макроучастка, предназначенного для получения образца, на цифровом изображении макропрепарата, иC) carry out the allocation of the marking of the macro-section, intended to obtain a sample on a digital image of the macro, and г) получают увеличенное цифровое изображение выделенного макроучастка, при этом указанные операции в) и г) повторяют до тех пор, пока не определят место вырезания образца, иg) receive an enlarged digital image of the selected macro-stage, while the indicated operations c) and d) are repeated until the place of cutting the sample is determined, and д) вырезают образец из макропрепарата,d) cut out the sample from the macro, е) осуществляют подготовку полученного образца для микроскопического исследования,e) carry out the preparation of the obtained sample for microscopic examination, ж) проводят микроскопическое исследование образца с использованием соединенной с компьютером системы получения изображений образца, содержащей микроскоп, цифровую камеру, согласующий модуль для стыковки цифровой камеры и микроскопа, при проведении которогоg) carry out a microscopic examination of the sample using a computer-imaging system for acquiring sample images containing a microscope, a digital camera, a matching module for joining a digital camera and a microscope, during which з) позиционируют образец на предметном столе микроскопа,h) position the sample on the microscope stage, и) производят первоначально обзорный просмотр, для проведения которого устанавливают 4-кратный объектив и осуществляют фокусировку,i) produce an initial review view, for which a 4x lens is installed and focus is carried out, к) проводят автоматическое сканирование, в результате которого получают цифровые изображения образца, которые выводят на экран монитора компьютера,j) conduct an automatic scan, as a result of which digital images of the sample are obtained, which are displayed on a computer screen, л) выделяют маркировкой зоны изображений образца для дальнейшей их детализации,k) distinguish by marking the zone of the image of the sample for further detail, м) осуществляют смену объектива микроскопа на объектив с большим увеличением и его фокусировку,m) carry out the change of the microscope lens to a lens with high magnification and its focusing, н) проводят автоматическое сканирование выделенных зон изображений образца, в результате которого получают увеличенные цифровые изображения выделенных зон изображений образца, которые выводят на экран монитора компьютера,m) conduct automatic scanning of the selected areas of the image of the sample, resulting in an enlarged digital image of the selected areas of the image of the sample, which are displayed on the computer screen, п) описывают полученные изображения с помощью формализованных признаков из заданного набора формализованных признаков,o) describe the obtained images using formalized features from a given set of formalized features, р) по полученной комбинации формализованных признаков отбирают из множества эталонных изображений, содержащихся в базе эталонных изображений, те эталонные изображения, которые имеют сходные величины параметров и сходные комбинации признаков, после чегоp) based on the combination of formalized features obtained, from the set of reference images contained in the base of reference images, those reference images that have similar parameter values and similar combination of signs are selected, after which с) осуществляют сравнение полученных изображений выделенных зон изображений образца с отобранными эталонными изображениями,c) comparing the obtained images of the selected areas of the image of the sample with the selected reference images, т) по результатам которого судят о состоянии образца.r) the results of which judge the state of the sample. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что автоматическое сканирование при микроскопическом исследовании осуществляют посредством заданных координатных перемещений с ограничением крайних положений предметного стола приводами перемещения, связанными с компьютером, причем приводы перемещения предметного стола выполнены в виде блока мотор-редукторов, состоящего из шаговых двигателей с редукторами, при этом для осуществления исследований используют микроскоп МИКМЕД-2 и предметный стол координатный КС-30.2. The method according to claim 1, characterized in that the automatic scanning during microscopic examination is carried out by means of predetermined coordinate displacements with restriction of the extreme positions of the subject table by displacement drives connected to the computer, and the disks of the movement of the subject table are made in the form of a motor gear unit, consisting stepper motors with gears, and for this, a MIKMED-2 microscope and a coordinate coordinate table KS-30 are used for research. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на котором выполнена разметка с шагом 1 см в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а с заднего края и боковых сторон на предметном столе установлены ограждения, при этом перед размещением на предметном столе макропрепарат промакивают салфеткой.3. The method according to claim 1, characterized in that the positioning and lighting device of the macro-image acquisition system comprises an object table for installing the macro-preparation, on which markings are made with a step of 1 cm in two mutually perpendicular directions, and from the rear edge and sides on the subject fencing is installed on the table, and before being placed on the object table, the macro preparation is blotted with a napkin. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фотографирование макропрепарата производят в огражденном со всех сторон ограниченном объеме, имеющем закрываемый проем для доступа внутрь, причем стенки ограждения выполнены из легко моющегося материала и имеют внутреннюю - светоотражающую, а наружную - светопоглощающую поверхности, при этом устройство позиционирования и освещения системы получения изображений макропрепарата содержит предметный стол для установки макропрепарата, на основании которого жестко закреплено средство позиционирования цифровой камеры и источников света в виде штатива, состоящего из трех вертикальных полозьев-направляющих, которые в горизонтальном сечении расположены в вершинах треугольника, при этом источники света установлены симметрично относительно оптической оси цифровой фотокамеры.4. The method according to claim 1, characterized in that the photographing of the macro product is made in a limited volume enclosed on all sides, having a lockable opening for access inside, and the walls of the fence are made of easily washable material and have an internal reflective surface and an external light-absorbing surface, wherein the positioning and lighting device of the macro image preparation system comprises an object table for installing the macro preparation, on the basis of which the positioning means is fixed digital camera and light sources in the form of a tripod, consisting of three vertical guide rails, which in horizontal section are located at the vertices of the triangle, while the light sources are mounted symmetrically relative to the optical axis of the digital camera. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что фотографирование макропрепарата производят при рассеянном освещении посредством размещения внутри ограниченного объема между источниками света и предметным столом полупрозрачных заслонок, выполненных из белого полупрозрачного легко моющегося материала, при этом в качестве источников света используют галогенные лампы, которые располагают выше места установки цифровой фотокамеры.5. The method according to claim 4, characterized in that the macro photography is photographed under diffuse lighting by placing translucent dampers made of white translucent easily washable material between the light sources and the object table, using halogen lamps as light sources, which are located above the installation location of the digital camera. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве макропрепарата используют операционный материал, содержащий новообразование щитовидной железы, выделяемые макроучастки представляют собой новообразование щитовидной железы и/или его характерные участки, например, узел опухоли или капсулу узла, при этом в качестве образца используют гистологический срез ткани новообразования щитовидной железы, окрашенный гематоксинлином и эозином или пикрофуксином по Ван Гизон.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that as a macro preparation using surgical material containing a thyroid neoplasm, the isolated macro-sections are a thyroid neoplasm and / or its characteristic sections, for example, a tumor node or a node capsule, in this case, a histological section of the tissue of the thyroid neoplasm stained with hematoxynline and eosin or picrofuxin according to Van Gieson is used as a sample. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно проводят измерения макроучастков новообразования щитовидной железы, при этом измеряют следующие параметры: линейные размеры по большой и малой осям инерции L, периметр Р, площадь S, коэффициент формы К, при этом перед началом измерений определяют масштабный коэффициент для приведения результатов измерений к метрическим единицам длины и площади7. The method according to claim 6, characterized in that they additionally measure the macro-sites of the thyroid neoplasm, and the following parameters are measured: linear dimensions along the major and minor axes of inertia L, perimeter P, area S, shape coefficient K, while before of measurements determine a scale factor to bring the measurement results to metric units of length and area
Figure 00000005
,
Figure 00000005
,
где L=1 см, l - то же расстояние в пикселях изображения, а коэффициент формы рассчитывают по формулеwhere L = 1 cm, l is the same distance in pixels of the image, and the shape factor is calculated by the formula
Figure 00000006
.
Figure 00000006
.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что результаты макроскопического и микроскопического исследований используют для гистологической диагностики новообразования щитовидной железы, для чего на экране монитора компьютера дополнительно отображают данные о вероятности того или иного диагноза при наличии каждой из комбинаций признаков, имеющихся в отобранных эталонных изображениях, и используют эти данные при сравнении полученных изображений с отобранными эталонными изображениями и установлении диагноза.8. The method according to claim 7, characterized in that the results of macroscopic and microscopic examinations are used for histological diagnosis of thyroid neoplasms, for which purpose data on the probability of a particular diagnosis in the presence of each of the combinations of signs available in the selected reference images, and use this data when comparing the resulting images with the selected reference images and establishing a diagnosis. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно используют систему, состоящую из связанных посредством компьютерной связи лаборантского и консультационного пунктов, каждый из которых содержит компьютер, причем компьютер, соединенный с системами получения изображений, соответственно, макропрепарата и образца, используют в качестве компьютера лаборантского пункта, при этом после проведения на лаборантском пункте обзорной фотосъемки новообразования щитовидной железы полученные цифровые изображения новообразования щитовидной железы направляют по сети компьютерной связи на консультационный пункт, на котором осуществляют выделение маркировкой макроучастка, предназначенного для получения среза ткани, на цифровом изображении новообразования щитовидной железы, и направляют на лаборантский пункт указание на получение увеличенного цифрового изображения этого макроучастка, а после получения на лаборантском пункте увеличенного цифрового изображения макроучастка направляют его на консультационный пункт, при этом указанные операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка и получения его увеличенного цифрового изображения повторяют до тех пор, пока на консультационном пункте не определят место выполнения среза ткани, после чего в лаборантский пункт направляют указание на выполнения среза ткани, при этом полученные в процессе проведения автоматического сканирования цифровые изображения среза ткани одновременно изображают на экранах мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов, после чего на консультационном пункте проводят выделение маркировкой зон изображений среза ткани для дальнейшей их детализации, и направляют на лаборантский пункт указание на проведение автоматического сканирования и получение увеличенных цифровых изображений выделенных зон изображений среза ткани, которые выводят одновременно на экраны мониторов компьютеров лаборантского и консультационного пунктов, после чего на консультационном пункте проводят операции п)-т), а так же гистологическую диагностику новообразования щитовидной железы.9. The method according to claim 8, characterized in that they additionally use a system consisting of computer-assisted laboratory and consultation points, each of which contains a computer, the computer connected to the image acquisition systems, respectively, of the macrodrug and the sample, used in the quality of the computer at the laboratory, and after conducting a survey of the thyroid tumor at the laboratory, the digital images of the thyroid neoplasm obtained Threats are sent via a computer communication network to a consultation center, where they mark out a macro-section intended for receiving a tissue section on a digital image of a thyroid neoplasm with a marking, and an indication to receive an enlarged digital image of this macro-section is sent to a laboratory, and after receipt at a laboratory the enlarged digital image of the macro section is sent to a consultation point, while the indicated operations of marking according to repeating macro-section and obtaining its enlarged digital image is repeated until the place of tissue cutting is determined at the consultation point, after which an instruction is sent to the laboratory assistant to perform tissue cutting, while digital images of the tissue cutting obtained during automatic scanning simultaneously depict on the screens of computer monitors of the laboratory and consultation points, after which at the consultation point they mark out zones tissue section for their further detailing, and an indication is sent to the laboratory station for automatic scanning and obtaining enlarged digital images of the selected tissue section images, which are displayed simultaneously on the computer monitor screens of the laboratory and consultation points, after which operations are performed at the consultation point -t), as well as histological diagnosis of neoplasm of the thyroid gland. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что при проведении по крайней мере одной операции выделения маркировкой соответствующего макроучастка дополнительно маркируют место проведения разреза новообразования щитовидной железы и дополнительно направляют на лаборантский пункт указание о проведении соответствующего разреза и получении его увеличенного цифрового изображения.10. The method according to claim 9, characterized in that when carrying out at least one extraction operation by marking the corresponding macro-section, the location of the incision of the thyroid neoplasm is additionally marked and the direction about the corresponding incision and its enlarged digital image are sent to the laboratory assistant. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно между лаборантским и консультационным пунктами осуществляется постоянная двухсторонняя аудио-связь.11. The method according to claim 9, characterized in that in addition between the laboratory and consultation points is a constant two-way audio communication. 12. Способ по п.9, отличающийся тем, что на лаборантском пункте дополнительно формируются и направляются на консультационный пункт исходные данные по больному.12. The method according to claim 9, characterized in that the laboratory data additionally generated and sent to the consultation point the initial data on the patient. 13. Способ по п.9, отличающийся тем, что для управления получением изображений и передачей изображений в компьютер на лаборантском пункте используют ножные педали.13. The method according to claim 9, characterized in that the foot pedals are used to control the acquisition of images and the transfer of images to a computer at the laboratory station. 14. Способ по п.9, отличающийся тем, что на консультационном пункте дополнительно формируется информационный пакет, содержащий результаты измерений величин Р, L, S и описание новообразования щитовидной железы с прилагаемыми полученными соответствующими изображениями и оформленным протоколом для размещения в базе данных.14. The method according to claim 9, characterized in that an additional information packet is formed at the consultation point containing the measurement results of the P, L, S values and a description of the thyroid neoplasm with the attached received images and a formatted protocol for placement in the database. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что выполнение измерений, формирование описания новообразования щитовидной железы и оформление протокола на консультационном пункте осуществляется во время проведения на лаборантском пункте вырезки среза ткани и его приготовления для микроскопического исследования.15. The method according to 14, characterized in that the measurement, the formation of a description of the thyroid neoplasm and the execution of the protocol at the consultation point is carried out during the cutting laboratory tissue cutting section and its preparation for microscopic examination. 16. Способ по п.9, отличающийся тем, что на консультационном пункте при получении изображения макроучастка макропрепарата в случае необходимости осуществляют дистанционное управление системой получения изображений макропрепарата для позиционирования макроучастка макропрепарата.16. The method according to claim 9, characterized in that, at the consultation point, upon receipt of the macro-image of the macro-preparation, if necessary, remote control is performed of the macro-image acquisition system for positioning the macro-preparation of the macro-section. 17. Способ по п.9, отличающийся тем, что при определении диагноза дополнительно инициируют информационную экспертную систему поддержки принятия решений, включающую совокупность базы данных, содержащую цветные эталонные изображения новообразований щитовидной железы и срезов ткани новообразований щитовидной железы и их формализованные описания по эталонному набору признаков, и программных модулей для управления указанной базой данных, с помощью которой проводят подробное описание гистологической картины полученных цифровых изображений, которое сопоставляют с имеющимися эталонными комбинациями значений признаков для постановки окончательного гистологического диагноза.17. The method according to claim 9, characterized in that, when determining the diagnosis, an information expert decision support system is further initiated, including a database collection containing color reference images of thyroid neoplasms and tissue sections of the thyroid neoplasms and their formalized descriptions according to the reference set of signs , and software modules for managing the specified database, with the help of which a detailed description of the histological picture of the digital images is carried out i, which is compared with the existing reference combinations of the values of the characters for the final histological diagnosis. 18. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно инициируют встроенную систему обучения, выполненную в виде электронного учебного пособия, содержащего комплект данных по диагностике в виде текстов, фотографий, видеофрагментов и/или компьютерной графики.18. The method according to claim 9, characterized in that it further initiates an integrated learning system, made in the form of an electronic textbook containing a set of diagnostic data in the form of texts, photographs, video clips and / or computer graphics.
RU2006134057/28A 2006-09-26 2006-09-26 Method for microscopic examination of a specimen RU2318201C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134057/28A RU2318201C1 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Method for microscopic examination of a specimen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134057/28A RU2318201C1 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Method for microscopic examination of a specimen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2318201C1 true RU2318201C1 (en) 2008-02-27

Family

ID=39279051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006134057/28A RU2318201C1 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Method for microscopic examination of a specimen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2318201C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450790C2 (en) * 2010-05-12 2012-05-20 Сергей Сергеевич Сухарев Examination technique for diagnosis of malignant growth
CN111693410A (en) * 2020-07-15 2020-09-22 常州先进制造技术研究所 Automatic searching and positioning device and method for micron-sized particle samples
CN111830032A (en) * 2020-06-01 2020-10-27 济南液脉智能科技有限公司 Online multi-parameter hydraulic oil intelligent sensor device based on image sensing
CN112136071A (en) * 2018-02-26 2020-12-25 凯利博成像和诊断公司 System and method for macroscopic and microscopic imaging of in vitro tissue
RU2785853C1 (en) * 2021-12-24 2022-12-14 Геннадий Николаевич Берченко Method for differential diagnostics of a malignant tumour and a benign process of bone tissue based on scanned images of a histological glass

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450790C2 (en) * 2010-05-12 2012-05-20 Сергей Сергеевич Сухарев Examination technique for diagnosis of malignant growth
CN112136071A (en) * 2018-02-26 2020-12-25 凯利博成像和诊断公司 System and method for macroscopic and microscopic imaging of in vitro tissue
CN112136071B (en) * 2018-02-26 2023-08-11 凯利博成像和诊断公司 System and method for macroscopic and microscopic imaging of in vitro tissue
CN111830032A (en) * 2020-06-01 2020-10-27 济南液脉智能科技有限公司 Online multi-parameter hydraulic oil intelligent sensor device based on image sensing
CN111830032B (en) * 2020-06-01 2023-10-13 济南液脉智能科技有限公司 Online multi-parameter hydraulic oil intelligent sensor device based on image sensing
CN111693410A (en) * 2020-07-15 2020-09-22 常州先进制造技术研究所 Automatic searching and positioning device and method for micron-sized particle samples
CN111693410B (en) * 2020-07-15 2024-06-04 常州先进制造技术研究所 Automatic searching and positioning device and method for micron-sized particle sample
RU2785853C1 (en) * 2021-12-24 2022-12-14 Геннадий Николаевич Берченко Method for differential diagnostics of a malignant tumour and a benign process of bone tissue based on scanned images of a histological glass
RU220538U1 (en) * 2023-06-29 2023-09-21 Общество с ограниченной ответственностью МЛТ Reservoir for application of medium for enclosing microspecimens under coverslips

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jara-Lazaro et al. Digital pathology: exploring its applications in diagnostic surgical pathology practice
JP4772153B2 (en) Apparatus and method for verifying the location of a region of interest in a sample in an image generation system
US20120327211A1 (en) Diagnostic information distribution device and pathology diagnosis system
US8718350B2 (en) Computerized methods for tissue analysis
JP3188019U (en) Sample slide with reference point and sample survey system
Glatz-Krieger et al. Factors to keep in mind when introducing virtual microscopy
JP2003513251A5 (en)
AU2007200229A1 (en) Automated system of processing biological specimens and method
TWI830803B (en) Digital imaging system and method
RU2318201C1 (en) Method for microscopic examination of a specimen
US20090304244A1 (en) Method and a system for presenting sections of a histological specimen
US20210233647A1 (en) Digital imaging system and method
RU2330265C1 (en) Method for automated microscopic examination of specimens
US8744827B2 (en) Method for preparing a processed virtual analysis plate
RU57576U1 (en) COMPLEX OF AUTOMATED HISTOLOGICAL EXPRESS DIAGNOSTICS OF TUMORS
WO2018198253A1 (en) Image processing device, image capture system, image processing method, and image processing program
Cesaretti et al. Accurate assessment of nonalcoholic fatty liver disease lesions in liver allograft biopsies by a smartphone platform: A proof of concept
Li et al. Whole Slide Imaging in Cytopathology
EP3748414A1 (en) A simple and efficient biopsy scanner with improved z-axis resolution
WO2022138254A1 (en) Glass slide storage rack, slide storage, and glass slide imaging system
EP1422648B1 (en) System and method for inspection of pictures of a sample
US20210327590A1 (en) Risk assessment and risk reduction in tissue collection and processing
Marsh et al. Morphometric analysis of intestinal mucosa: The measurement of volume compartments and cell volumes in human intestinal mucosa
RU2006120732A (en) METHOD FOR INTERACTIVE HISTOLOGICAL DIAGNOSTICS OF THYROID TUMORS
CN118212227A (en) Sample fiber counting processing method based on image scanning identification

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110805

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190927