RU2450790C2 - Examination technique for diagnosis of malignant growth - Google Patents
Examination technique for diagnosis of malignant growth Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450790C2 RU2450790C2 RU2010118747/14A RU2010118747A RU2450790C2 RU 2450790 C2 RU2450790 C2 RU 2450790C2 RU 2010118747/14 A RU2010118747/14 A RU 2010118747/14A RU 2010118747 A RU2010118747 A RU 2010118747A RU 2450790 C2 RU2450790 C2 RU 2450790C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- height
- cell
- red blood
- calculated
- values
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии, и описывает процедуру проведения диагностического исследования, включающего в себя измерения элементов цитологических препаратов, математическое моделирование условий пробоподготовки цитологических препаратов и учет вариабельности этих условий и позволяющего установить или исключить диагноз злокачественного новообразования различной локализации.The invention relates to medicine, in particular to oncology, and describes the procedure for conducting a diagnostic study, which includes measuring the elements of cytological preparations, mathematical modeling of the conditions for sample preparation of cytological preparations and taking into account the variability of these conditions and allowing to establish or exclude the diagnosis of malignant neoplasms of different localization.
Известен целый ряд способов и исследований с применением оптической микроскопии, проведение которых позволяет подтвердить или опровергнуть диагноз злокачественного новообразования. Среди них одно из самых значимых мест занимает цитологическое исследование биоптата или соскоба из очага поражения. Однако данное исследование на некоторых своих этапах является субъективным (оценка относительных и абсолютных размеров клеточных элементов, трудности учета неизбежной вариабельности условий подготовки материала, что приводит к вариабельности как цветовых, так и размерных характеристик клеток препарата).There are a number of known methods and studies using optical microscopy, the implementation of which allows you to confirm or deny the diagnosis of malignant neoplasms. Among them, one of the most significant places is occupied by the cytological examination of a biopsy or scraping from the lesion. However, this study is subjective at some of its stages (assessment of the relative and absolute sizes of cellular elements, difficulties in taking into account the inevitable variability of material preparation conditions, which leads to variability in both color and dimensional characteristics of the drug cells).
Известен подход к распознаванию в процессе диагностического поиска трехмерной структуры исследуемой ткани на основе компьютерного анализа изображений последовательных гистологических срезов (Rene Albert, Tomas Schinderwolf, Irith Baumann, Harry Harms., Three-Dimensional Image Processing for Morphometric Analysis of Epithelium Sections. Cytometry 13:759-765 (1992)). Способ содержит в себе два возможных источника погрешностей, которые могут оказаться критическими при исследовании деталей клетки: во-первых, объемная структура клетки не измеряется прямо, а строится программой, во-вторых, точность построения ограничена снизу толщиной срезов, которые готовит микротом. Попытки повысить точность за счет использования ультрамикротомов приводят к необходимости применения указанных дорогостоящих устройств, а также к быстрому росту трудоемкости на гистологическом этапе и к росту вычислительной сложности программных алгоритмов. В качестве примера укажем, что для построения трехмерного образа клетки размером 10 микрометров (довольно обычный и не самый большой размер) с разрешением 10 нанометров (типичное разрешение, достигаемое предлагаемым способом исследований) необходимо с высокой точностью (10 нанометров) подготовить, микроскопировать и совместно обработать программным алгоритмом не менее 1000 гистологических препаратов.A known approach to recognition in the process of diagnostic search for the three-dimensional structure of the tissue under study based on computer analysis of images of sequential histological sections (Rene Albert, Tomas Schinderwolf, Irith Baumann, Harry Harms., Three-Dimensional Image Processing for Morphometric Analysis of Epithelium Sections. Cytometry 13: 759 -765 (1992)). The method contains two possible sources of errors that may be critical in the study of cell details: firstly, the volumetric structure of the cell is not measured directly, but is built by the program, and secondly, the accuracy of the construction is limited from below by the thickness of the sections prepared by the microtome. Attempts to increase accuracy through the use of ultramikrotomes lead to the need to use these expensive devices, as well as to a rapid increase in the complexity at the histological stage and to an increase in the computational complexity of software algorithms. As an example, we point out that in order to construct a three-dimensional image of a cell 10 microns in size (quite ordinary and not the largest size) with a resolution of 10 nanometers (typical resolution achieved by the proposed research method), it is necessary to prepare, microscope and process together with high accuracy (10 nanometers) software algorithm of at least 1000 histological preparations.
Предложенный способ направлен на преодоление недостатков ранее известных способов проведения исследования для установки или исключения диагноза злокачественного новообразования.The proposed method is aimed at overcoming the disadvantages of previously known methods of conducting research to establish or exclude the diagnosis of malignant neoplasms.
Целью изобретения является создание способа, регламентирующего проведение нового вида исследования, позволяющего с высокой объективностью и достоверностью установить или исключить диагноз злокачественного новообразования.The aim of the invention is the creation of a method that regulates the conduct of a new type of research, which allows with high objectivity and reliability to establish or exclude the diagnosis of malignant neoplasms.
Технический результат, достигаемый при использовании предложенного способа, заключается в объективизации данных цитологического исследования, повышении достоверности выявления раковых клеток в цитологических образцах ткани, повышении точности и воспроизводимости измерений.The technical result achieved using the proposed method is to objectify the data of a cytological study, increase the reliability of detection of cancer cells in cytological tissue samples, increase the accuracy and reproducibility of measurements.
Указанный технический результат достигается за счет использования следующих преимуществ предложенного способа по сравнению с ранее известными способами:The specified technical result is achieved by using the following advantages of the proposed method compared to previously known methods:
1. Повышение разрешающей способности до нескольких нанометров как по горизонтали, так и по вертикали. Для сравнения: в силу теоретических ограничений разрешающая способность оптической микроскопии составляет 200-300 нанометров по горизонтали. Измерение высоты объектов средствами оптической микроскопии невозможно.1. Increasing the resolution to several nanometers both horizontally and vertically. For comparison: due to theoretical limitations, the resolution of optical microscopy is 200-300 nanometers horizontally. It is not possible to measure the height of objects using optical microscopy.
2. Построение объемного образа клетки с указанной высокой точностью осуществляется в ходе непосредственных измерений единственного цитологического препарата, а не в результате математической обработки множества плоских изображений отдельных препаратов, как это производится в упомянутом выше способе. Это приводит к кардинальному уменьшению трудоемкости получения результата на этапе пробоподготовки (один препарат, а не тысячи). Кроме того, учет непосредственно измеренной объемной информации открывает доступ к использованию в процессе диагностического поиска различных выработанных ранее объективных характеристик поверхностей клеточных элементов, таких как шероховатость.2. The construction of the volumetric image of the cell with the indicated high accuracy is carried out in the course of direct measurements of a single cytological preparation, and not as a result of mathematical processing of many flat images of individual preparations, as is done in the above method. This leads to a dramatic decrease in the complexity of obtaining the result at the stage of sample preparation (one preparation, not thousands). In addition, taking into account directly measured volumetric information opens up access to the use in the process of diagnostic search of various previously developed objective characteristics of the surfaces of cellular elements, such as roughness.
3. Математическое моделирование и учет вариабельности условий подготовки препарата (нормировка).3. Mathematical modeling and accounting for the variability of the preparation conditions of the drug (normalization).
Все три указанных преимущества достигаются применением в процессе проведения исследования атомно-силовой микроскопии (АСМ).All three of these advantages are achieved by the use of atomic force microscopy (AFM) in the process of research.
Известен способ проведения исследования для установки или исключения диагноза злокачественного новообразования (способ принят за ближайший аналог изобретения), включающий проведение АСМ и основанный на изучении сил адгезии мембран клеток к зонду атомно-силового микроскопа (Igor Sokolov et al., Towards Nonspecific Detection of Malignant Cervical Cells with Fluorescent Silica Beads, Small. 2009 Oct; 5(20):2277-84). Данный способ основан на предположении, что силы адгезии различаются для раковых клеток и здоровых клеток той же локализации. Однако описанный в вышеуказанном источнике способ также не лишен недостатков: так, наиболее информативной для распознания раковых клеток является разница в силах адгезии, определяемых лиганд-рецепторными взаимодействиями. Это значит, что на зонд должен быть прикреплен лиганд, комплементарный к рецепторам, находящимся в большом (по сравнению со здоровой тканью) количестве на исследуемом образце. Как минимум это приводит к появлению дорогостоящей операции прикрепления к серийно выпускаемому промышленностью зонду нужных лигандов. Кроме того, данный способ не имеет указанных выше трех преимуществ перед известными ранее способами (разрешающая способность, непосредственное измерение объемных параметров, учет особенностей пробоподготовки).A known method of conducting research to establish or exclude the diagnosis of malignant neoplasms (the method is adopted as the closest analogue of the invention), including AFM and based on the study of the adhesion forces of cell membranes to the atomic force microscope probe (Igor Sokolov et al., Towards Nonspecific Detection of Malignant Cervical Cells with Fluorescent Silica Beads, Small. 2009 Oct; 5 (20): 2277-84). This method is based on the assumption that the adhesion forces are different for cancer cells and healthy cells of the same location. However, the method described in the above source is also not without drawbacks: for example, the most informative for the recognition of cancer cells is the difference in the adhesion forces determined by the ligand-receptor interactions. This means that a ligand should be attached to the probe, complementary to receptors located in a large (compared to healthy tissue) quantity on the test sample. At the very least, this leads to the appearance of an expensive operation of attaching the necessary ligands to a commercially available probe. In addition, this method does not have the above three advantages over previously known methods (resolution, direct measurement of volumetric parameters, taking into account the features of sample preparation).
Предложенный способ осуществляется следующим образом:The proposed method is as follows:
Для постановки диагноза используются цитологические препараты, окрашенные и неокрашенные, полученные путем соскоба, тонкоигольной биопсии и других манипуляций, позволяющих получить цитологический материал.For the diagnosis, cytological preparations, stained and unpainted, obtained by scraping, fine-needle biopsy and other manipulations, allowing to obtain cytological material, are used.
На первом этапе исследования осуществляется выбор характеристических функций от морфологических параметров клеток. Функции выбираются так, чтобы их значения различались для злокачественных процессов определенной локализации и для тех состояний органов и тканей той же локализации, с которыми необходимо проводить дифференциальный диагноз на этапе диагностического поиска. Примерами характеристических функций являются: толщина цитоплазмы, высота ядра, отношение высоты ядра к высоте цитоплазмы, параметры шероховатости поверхностей клеточных элементов (ядра, цитоплазмы) и т.п., то есть вертикальные размеры (высоты) элементов клетки, измеренные посредством АСМ, и математические функции от этих размеров (например, их отношение друг к другу).At the first stage of the study, the selection of characteristic functions from the morphological parameters of cells is carried out. Functions are chosen so that their values differ for malignant processes of a certain localization and for those states of organs and tissues of the same localization with which it is necessary to conduct a differential diagnosis at the stage of diagnostic search. Examples of characteristic functions are: the thickness of the cytoplasm, the height of the nucleus, the ratio of the height of the nucleus to the height of the cytoplasm, the roughness parameters of the surfaces of cellular elements (nucleus, cytoplasm), etc., that is, the vertical dimensions (heights) of the cell elements, measured by AFM, and mathematical functions of these sizes (for example, their relationship to each other).
Далее для каждой функции выполняются измерения клеточных элементов и вычисления значений этой функции на материале клеток, в отношении которых другими способами установлена их принадлежность к злокачественным или такая принадлежность опровергнута. При этом вычисляются средние значения функций и стандартные отклонения значений функций, соответствующие тем или иным состояниям исследуемой ткани. Среднее значение и стандартное отклонение определяют тот интервал значений характеристической функции для конкретного состояния ткани, при попадании в который делается вывод о наличии указанного состояния. При выборе характеристических функций предпочтение следует отдавать тем, которые имеют непересекающиеся интервалы для различных клинически значимо различающихся состояний. Введение процедуры нормировки приводит к уменьшению стандартных отклонений и тем самым повышает точность дифференциальной диагностики.Further, for each function, measurements of cellular elements are carried out and the values of this function are calculated on the material of the cells, in relation to which their affiliation with malignant is established by other methods or this affiliation is disproved. In this case, the average values of the functions and standard deviations of the values of the functions corresponding to one or another state of the studied tissue are calculated. The average value and standard deviation determine the interval of values of the characteristic function for a particular state of the tissue, when it falls into which it is concluded that the specified state is present. When choosing characteristic functions, preference should be given to those that have disjoint intervals for various clinically significantly different conditions. The introduction of the normalization procedure reduces standard deviations and thereby increases the accuracy of differential diagnostics.
На втором этапе проводят исследование цитологического препарата (или набора препаратов), содержащего клетки подозрительного на наличие злокачественного процесса очага поражения. Данный этап включает в себя измерения клеточных элементов путем АСМ, подсчет характеристических функций и собственно постановку диагноза. Постановка диагноза осуществляется на основе того, в какой из интервалов (определенных на первом этапе) попадают значения характеристических функций, подсчитанных для данного конкретного препарата (или набора препаратов).At the second stage, a study of a cytological preparation (or a set of drugs) containing cells suspicious for the presence of a malignant process of the lesion is performed. This stage includes the measurement of cellular elements by AFM, the calculation of characteristic functions and the actual diagnosis. The diagnosis is made on the basis of which of the intervals (defined in the first stage) contains the values of the characteristic functions calculated for this particular drug (or set of drugs).
Первый этап исследования выполняется один раз для каждой локализации (щитовидная железа, молочная железа, шейка матки и т.д.). Второй этап выполняется не менее одного раза для каждого цитологического препарата, подвергаемого исследованию.The first stage of the study is performed once for each localization (thyroid gland, mammary gland, cervix, etc.). The second stage is performed at least once for each cytological preparation being examined.
Предложенное исследование не предполагает каких-либо специальных требований к пробоподготовке цитологических препаратов. Наоборот, одним из преимуществ изобретения является возможность получения дополнительной (по сравнению с тем, что дает световая микроскопия) информации из рутинных препаратов, которые могут быть приготовлены в любой цитологической лаборатории. Поэтому в предложенный способ проведения исследования дополнительно включены процедуры нормировки результатов измерений, которые переносят выполнение задач стандартизации высот (вертикальных размеров) с этапа пробоподготовки на этап обработки информации. Процедуры нормировки выполняются как на первом этапе, так и на втором.The proposed study does not imply any special requirements for sample preparation of cytological preparations. On the contrary, one of the advantages of the invention is the possibility of obtaining additional (compared to what light microscopy provides) information from routine preparations that can be prepared in any cytological laboratory. Therefore, the proposed method for conducting research additionally includes procedures for normalizing measurement results that transfer the tasks of standardizing heights (vertical sizes) from the stage of sample preparation to the stage of information processing. Normalization procedures are performed both in the first stage and in the second.
Процедура нормировки является необходимой частью проводимого исследования по следующим причинам:The normalization procedure is a necessary part of the study for the following reasons:
Если в процессе подготовки цитологического препарата он какое-то время находится в гипотонической среде, сквозь мембраны клеток внутрь проникает вода и размеры клеток увеличиваются. В силу разницы концентраций сухого вещества в цитоплазме клетки и в ее ядре указанное увеличение происходит в разной степени для различных клеточных элементов. Если время пребывания в гипотонической среде и/или выраженность гипотоничности растворов при пробоподготовке варьируются для разных порций биологического материала, взятых в одно время из одного патологического очага, вертикальные размеры одних и тех же клеточных элементов могут оказаться разными, что приведет к диагностическим ошибкам. Следовательно, необходимо корректировать эти размеры для элиминации возможностей диагностических ошибок: «сильно» уменьшать для тех препаратов, которые подверглись интенсивному воздействию гипотонического раствора, «немного» уменьшать для тех, которые подверглись не очень интенсивному воздействию, и увеличивать, если воздействия гипотонического раствора в процессе пробоподготовки не было, а напротив, имело место «подсушивающее» действие гипертонического раствора. Это и есть процедура нормировки, осуществление которой возможно разными способами. Нами в предложенном способе исследования процедура нормировки осуществляется с использованием эритроцитов, которые встречаются в большинстве цитологических препаратов. В случае их отсутствия в препарате их можно в препарат подмешать, взяв следы крови если не из очага поражения, то из любого здорового места.If during the preparation of a cytological preparation it is in a hypotonic environment for some time, water penetrates through the cell membranes and the cell size increases. Due to the difference in the concentrations of dry matter in the cytoplasm of the cell and in its nucleus, this increase occurs to varying degrees for different cellular elements. If the residence time in the hypotonic environment and / or the severity of the hypotonicity of the solutions during sample preparation vary for different portions of biological material taken at the same time from one pathological focus, the vertical sizes of the same cellular elements may be different, which will lead to diagnostic errors. Therefore, it is necessary to adjust these sizes to eliminate the possibilities of diagnostic errors: “strongly” reduce for those drugs that have been exposed to intense hypotonic solution, “slightly” decrease for those that have not been very intense exposed, and increase if exposure to hypotonic solution is in progress There was no sample preparation, but on the contrary, there was a “drying” effect of the hypertonic solution. This is the normalization procedure, the implementation of which is possible in different ways. In the proposed research method, we normalize the procedure using red blood cells that are found in most cytological preparations. If they are not in the preparation, they can be mixed into the preparation, taking traces of blood, if not from the lesion, then from any healthy place.
Эритроциты чутко реагируют на «осмотическую историю» пробоподготовки: их форма меняется от «кратера» с дном на уровне подложки до практически «таблетки» с небольшим углублением посередине.Red blood cells are sensitive to the osmotic history of sample preparation: their shape changes from a “crater” with a bottom at the level of the substrate to almost a “tablet” with a small indentation in the middle.
Нами предложено при использовании вертикальных размеров клеточных элементов в вычислениях для установки диагноза наличия или отсутствия злокачественного новообразования подвергать их преобразованию (нормировке) путем умножения измеренной величины на число (нормирующий множитель), зависящее от характерных размеров эритроцитов в препарате, например от средней высоты дна кратера над подложкой (см. фиг 1, фиг.2). Для определения этих характерных размеров эритроцитов предложено в ходе диагностического исследования измерять с применением АСМ не только клетки исследуемого очага, но и эритроциты, находящиеся совместно с указанными клетками в цитологическом препарате.When using the vertical sizes of cellular elements in calculations to establish the diagnosis of the presence or absence of a malignant neoplasm, we suggested that they be transformed (normalized) by multiplying the measured value by a number (normalizing factor), which depends on the characteristic sizes of red blood cells in the preparation, for example, on the average height of the bottom of the crater above substrate (see Fig. 1, Fig. 2). To determine these characteristic sizes of red blood cells, it was proposed during a diagnostic study to measure using AFM not only the cells of the studied focus, but also the red blood cells, which are located together with these cells in the cytological preparation.
Таким образом, нами введено понятие «нормирующий множитель». Физический смысл этого понятия - величина, показывающая на сколько необходимо умножить измеренное значение высоты клеточного элемента для того чтобы получить нормированное значение. Из смысла введенного понятия следуют очевидные требования к любой процедуре вычисления данного множителя:Thus, we introduced the concept of “normalizing factor”. The physical meaning of this concept is a quantity showing how much it is necessary to multiply the measured value of the height of the cell element in order to obtain a normalized value. From the meaning of the introduced concept, obvious requirements for any procedure for calculating this factor follow:
1. «Нормировочный множитель» должен монотонно неубывающе зависеть от степени насыщенности эритроцитов того же цитологического препарата жидкостью (от степени «набухания» эритроцитов - ρ).1. The “normalization factor” should monotonically non-decreasingly depend on the degree of saturation of red blood cells of the same cytological preparation with liquid (on the degree of “swelling” of red blood cells - ρ).
2. Процедура нормировки должна быть построена таким образом, чтобы после ее выполнения нормированная высота клеточного элемента данной клетки получалась бы одной и той же при любой степени набухания эритроцитов. Выполнение этого требования и означает элиминацию зависимости высот клеточных элементов от предыстории подготовки цитологического препарата с воздействием гипотонических или гипертонических растворов. Очевидно, такие преобразования всегда существуют; например это преобразование, приводящее высоту клеточного элемента к высоте данного элемента живой клетки в нативном состоянии.2. The normalization procedure should be constructed in such a way that after its completion the normalized height of the cell element of the given cell would be the same for any degree of red blood cell swelling. Fulfillment of this requirement means elimination of the dependence of the heights of cellular elements on the history of the preparation of a cytological preparation with exposure to hypotonic or hypertonic solutions. Obviously, such transformations always exist; for example, this is a transformation that brings the height of a cell element to the height of a given element of a living cell in its native state.
Целью введения процедуры нормировки не является нахождение способа вычисления нативных величин клеточных элементов. Цель введения процедуры нормировки - уменьшение вариабельности высот клеточных элементов, измеренных для разных цитологических препаратов или участков одного препарата с различными осмотическими предысториями.The purpose of introducing the normalization procedure is not to find a way to calculate the native values of cellular elements. The purpose of introducing the normalization procedure is to reduce the variability of the heights of cellular elements, measured for different cytological preparations or sections of the same preparation with different osmotic histories.
Выше введено понятие «нормировочного множителя» как отношенияThe concept of a “normalization factor” as a relation is introduced above.
где Энорм - нормированная высота клеточного элемента,where Enorm is the normalized height of the cell element,
Эизм - измеренная высота клеточного элемента.Eism is the measured height of a cell element.
Теперь введем понятие «нормировочного коэффициента». Будем искать нормирующее преобразование (которое должно отвечать условиям 1 и 2) в виде конкретного аналитического выражения. «Нормировочным коэффициентом» будет один из коэффициентов этого выражения.Now we introduce the concept of a “normalization coefficient”. We will seek a normalizing transformation (which must meet conditions 1 and 2) in the form of a specific analytical expression. The “normalization coefficient” will be one of the coefficients of this expression.
Введем несколько условных обозначений. Пусть имеется несколько (не менее двух) цитологических препаратов, взятых из одного и того же очага поражения и различающихся по длительности пребывания в гипотоническом или гипертоническом растворе в процессе пробоподготовки. На фигурах 1 и 2 представлены размеры исследуемых клеток и эритроцитов при подсчете нормировочного коэффициента на основе цитологических препаратов с двумя различными гипотоническими растворами:Let us introduce some notation. Suppose that there are several (at least two) cytological preparations taken from the same lesion and varying in length of stay in a hypotonic or hypertonic solution during sample preparation. In figures 1 and 2 shows the sizes of the studied cells and red blood cells when calculating the normalization coefficient based on cytological preparations with two different hypotonic solutions:
С1 - средняя толщина цитоплазмы клетки после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;C1 - the average thickness of the cytoplasm of the cell after the sample preparation process with a shorter period of stay of cells in a hypotonic solution;
С2 - средняя толщина цитоплазмы клетки после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;C2 - the average thickness of the cytoplasm of the cell after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution;
N1 - средняя высота ядра клетки после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;N1 is the average height of the cell nucleus after the sample preparation process with a shorter period of stay of cells in a hypotonic solution;
N2 - средняя высота ядра клетки после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;N2 is the average height of the cell nucleus after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution;
R1 - высота периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;R1 is the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a shorter period of stay of cells in a hypotonic solution;
r1 - высота внутренней части эритроцита после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания в гипотоническом растворе;r1 is the height of the inner part of the red blood cell after the sample preparation process with a shorter period of stay in a hypotonic solution;
R2 - высота периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;R2 is the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution;
r2 - высота внутренней части эритроцита после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе.r2 is the height of the inner part of the red blood cell after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution.
Нами предложено искать «нормировочный множитель» для конкретной измеряемой клетки в виде:We proposed to search for a “normalization factor” for a specific measured cell in the form of:
где - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для того цитологического препарата, в котором и находится клетка; назовем эту величину «степенью набухания эритроцитов»;Where - the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for the cytological preparation in which the cell is located; we call this value "the degree of erythrocyte swelling";
Р - константа, физический смысл которой обозначить, какой показатель набухания эритроцитов взят в качестве начального (до воздействия гипотонических или гипертонических растворов);P is a constant, the physical meaning of which is to indicate which red blood cell swelling rate is taken as the initial one (before exposure to hypotonic or hypertonic solutions);
α - нормировочный коэффициент, поставленный в соответствие данному клеточному элементу клеток данной локализации.α is the normalization coefficient, put in correspondence with a given cellular element of cells of a given localization.
Процедура определения нормировочных коэффициентов на первом этапе проводится для каждой локализации патологических очагов, подлежащих диагностике.The procedure for determining normalization coefficients at the first stage is carried out for each localization of pathological foci to be diagnosed.
1. В ходе непосредственных измерений клеточных элементов на двух цитологических препаратах, подготовленных с разными интенсивностями воздействия гипотонического окружения, но содержащих клетки, взятые из одного патологического очага, определяются величины C1, C2, R1, r1, R2, r2, N1, N2. Измерения проводятся методом АСМ.1. In the course of direct measurements of cellular elements on two cytological preparations prepared with different intensities of exposure to the hypotonic environment, but containing cells taken from one pathological focus, the values C1, C2, R1, r1, R2, r2, N1, N2 are determined. Measurements are carried out by the AFM method.
2. Вычисляем цитоплазматический нормировочный коэффициент по формуле: 2. We calculate the cytoplasmic normalization coefficient according to the formula:
где (среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для препаратов, i∈(1, 2)). Среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита вычисляется после проведения измерений эритроцитов с применением АСМ. Вместо точных средних значений допускается использование статистических оценок.Where (average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for the preparations, i∈ (1, 2)). The average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell is calculated after measurements of red blood cells using AFM. Instead of accurate averages, statistical estimates are allowed.
Легко видеть, что подсчитанный по формуле (II) нормировочный коэффициент является решением уравнения:It is easy to see that the normalization coefficient calculated by formula (II) is a solution to the equation:
С1(1+α(ρ1-Р))=С2(1+α(ρ2-Р)),C1 (1 + α (ρ1-P)) = C2 (1 + α (ρ2-P)),
которое, в свою очередь, является формальной записью условия 2 из требований к процедуре вычисления нормировочного множителя для точек ρ1 и ρ2 на оси ρ.which, in turn, is a formal record of condition 2 of the requirements for the procedure for calculating the normalization factor for the points ρ1 and ρ2 on the axis ρ.
Постоянство значения любого нормировочного коэффициента, в том числе и подсчитанного по формуле (II), предполагает линейную зависимость нормировочного множителя (формула (I)) от степени набухания эритроцитов. Если указанная зависимость не является линейной (нормировочный коэффициент сам зависит от степени набухания эритроцитов), предлагается нормировочный коэффициент конкретного клеточного элемента находить в виде аналитической функции от степени набухания эритроцитов А(ρ), вид которой определяется после выполнения АСМ-измерений при наличии в распоряжении исследователя не менее трех (n>2) цитологических препаратов, взятых из одного патологического очага, но подготовленных с различными сроками пребывания клеточного материала в гипотоническом или гипертоническом растворе.The constancy of the value of any normalization coefficient, including that calculated according to formula (II), suggests a linear dependence of the normalization factor (formula (I)) on the degree of erythrocyte swelling. If the indicated dependence is not linear (the normalization coefficient itself depends on the degree of erythrocyte swelling), it is proposed to find the normalization coefficient of a particular cell element as an analytical function of the degree of erythrocyte swelling A (ρ), the form of which is determined after performing AFM measurements if the researcher has it at his disposal at least three (n> 2) cytological preparations taken from one pathological focus, but prepared with different periods of stay of cellular material in hypotension com or hypertonic solution.
2.1. В ходе непосредственных измерений клеточных элементов на n цитологических препаратах, подготовленных с разными интенсивностями воздействия гипотонического окружения, но содержащих клетки, взятые из одного патологического очага, определяются величины Ci, Ri, ri, Ni, ρi i∈(1, 2,…n). Измерения проводятся методом АСМ.2.1. In the course of direct measurements of cellular elements on n cytological preparations prepared with different intensities of exposure to the hypotonic environment, but containing cells taken from one pathological focus, the quantities Ci, Ri, ri, Ni, ρi i∈ (1, 2, ... n) are determined . Measurements are carried out by the AFM method.
2.2. Для точек min{ρi} и max{ρi} на оси ρ вычисляется нормировочный коэффициент α по формуле (II) в предположении линейности зависимости (I):2.2. For the points min {ρi} and max {ρi} on the ρ axis, the normalization coefficient α is calculated by formula (II) under the assumption that the dependence (I) is linear:
2.3. Подсчитываем нормированную величину рассматриваемого клеточного элемента Энорм в точках min{ρi} и max{ρi} по формуле:2.3. We calculate the normalized value of the considered Enorm cell element at the points min {ρi} and max {ρi} according to the formula:
Обозначим эту величину ЭН.Let us denote this value of EN.
2.4. Для всех остальных точек из множества {ρi} на оси ρ подсчитываем значения нормировочных коэффициентов в этих точках по формулам:2.4. For all other points from the set {ρi} on the ρ axis, we calculate the values of the normalization coefficients at these points by the formulas:
Эти значения представляют собой решения относительно aiv уравнений:These values represent solutions regarding aiv equations:
Эi(1+αi(ρi-Р))=ЭН.Ei (1 + αi (ρi-Р)) = ЭН.
Таким образом получим таблично заданную на отрезке [min{ρi}], max{ρi}] в точках {ρi} функцию α=f(ρ).Thus, we obtain the function α = f (ρ) defined on the segment [min {ρi}], max {ρi}] at the points {ρi} tabularly defined.
2.5. Далее одним из известных методов вычислительной математики выполняется аппроксимация данной функции аналитической функцией А(ρ), например полиномом по методу наименьших квадратов. Это и будет аналитической функцией для подсчета нормировочного коэффициента в зависимости от степени набухания эритроцитов.2.5. Next, one of the known methods of computational mathematics approximates this function with the analytic function A (ρ), for example, a least-squares polynomial. This will be an analytical function for calculating the normalization coefficient depending on the degree of erythrocyte swelling.
3. Далее с применением аналогичных формул и процедур вычисляются нуклеарный нормировочный коэффициент αN (вместо Ci вставляем Ni), ядрышковый нормировочный коэффициент (предварительно измеряем высоты ядрышек) и т.д. 3. Then, using similar formulas and procedures, the nuclear normalization coefficient α N is calculated (instead of Ci we insert Ni), the nucleolar normalization coefficient (we measure the heights of the nucleoli in advance), etc.
Далее выбираем характеристические функции, то есть те математические функции от измерений клеточных элементов, которые статистически достоверно различаются для злокачественных клеток и незлокачественных клеток исследуемой локализации. Примеры характеристических функций:высота цитоплазмы, высота ядра, отношение высоты ядра к высоте цитоплазмы, шероховатость поверхности ядра, шероховатость поверхности цитоплазмы. Next, we select the characteristic functions, that is, those mathematical functions from measurements of cellular elements that are statistically significantly different for malignant cells and non-cancerous cells of the studied localization. Examples of characteristic functions: cytoplasm height, nucleus height, ratio of nucleus height to cytoplasm height, surface roughness of the nucleus, surface roughness of the cytoplasm.
После осуществляем процедуру определения референтных значений характеристических функций (проводится для каждой локализации патологического очага) следующим образом:After that, we carry out the procedure for determining the reference values of characteristic functions (carried out for each localization of the pathological focus) as follows:
Подбираем статистически значимое количество цитологических препаратов с биологическим материалом, взятым из различных патологических очагов исследуемой локализации. Диагноз заболевания, представленного в очаге, устанавливается одним из ранее известных способов: световая микроскопия, иммуноцитохимия и др.We select a statistically significant amount of cytological preparations with biological material taken from various pathological foci of the studied localization. The diagnosis of the disease presented in the outbreak is established by one of the previously known methods: light microscopy, immunocytochemistry, etc.
Для каждого из выбранных цитологических препаратов многократно с помощью АСМ измеряем высоты внутренних и периферических частей эритроцитов и подсчитываем степень набухания эритроцитов (среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита).For each of the selected cytological preparations, we repeatedly use AFM to measure the heights of the internal and peripheral parts of red blood cells and calculate the degree of red blood cell swelling. (average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell).
Для каждого из заболеваний, которые предполагается различать с использованием выбранных характеристических функций, многократно совершаются измерения с помощью АСМ величин тех клеточных элементов, которые используются при подсчете выбранных характеристических функций. При этом используются цитологические препараты, содержащие материал из очага, в отношении которого установлен диагноз именно данного заболевания.For each of the diseases that are supposed to be distinguished using the selected characteristic functions, measurements are made repeatedly using the AFM values of those cellular elements that are used in the calculation of the selected characteristic functions. In this case, cytological preparations are used that contain material from the lesion, in relation to which the diagnosis of this disease is established.
Далее для каждого набора измерений (число измерений в наборе равно числу величин различных клеточных элементов, используемых в аналитическом выражении для конкретной характеристической функции) подсчитываются характеристические функции, причем в аналитические выражения для характеристических функций подставляются не непосредственно измеренные величины клеточных элементов, а нормированные следующим образом:Further, for each set of measurements (the number of measurements in the set is equal to the number of values of various cellular elements used in the analytical expression for a specific characteristic function), characteristic functions are calculated, and not the directly measured values of cellular elements are substituted into the analytical expressions for characteristic functions, but normalized as follows:
где ρП - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для того препарата, на котором совершается измерение величины клеточного элемента (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата);where ρ P is the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for the preparation at which the cell element is measured (the degree of erythrocyte swelling of this cytological preparation);
αЭ(ρП) - нормировочный коэффициент конкретного клеточного элемента, соответствующий данной степени набухания эритроцитов.α E (ρ P ) is the normalization coefficient of a particular cell element corresponding to a given degree of red blood cell swelling.
В ходе многократных подсчетов указанным способом характеристических функций определяются статистические параметры этих функций: средние значения и стандартные отклонения, соответствующие отдельным заболеваниям, которые предполагается диагностировать.In the course of multiple calculations of the characteristic functions in this way, the statistical parameters of these functions are determined: average values and standard deviations corresponding to individual diseases that are supposed to be diagnosed.
На втором этапе, который проводится для каждого набора цитологических препаратов из патологического очага, подлежащего диагностике, определяется величина ρП - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для каждого исследуемого препарата (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата).At the second stage, which is carried out for each set of cytological preparations from the pathological focus to be diagnosed, ρ P is determined - the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for each test drug (the degree of swelling of the red blood cells of this cytological preparation).
На каждом препарате многократно измеряются величины клеточных элементов, участвующие в подсчете характеристических функций, поставленных в соответствии с исследуемой локализацией патологического очага ранее на первом этапе.The values of cellular elements participating in the calculation of the characteristic functions set in accordance with the studied localization of the pathological focus earlier in the first stage are repeatedly measured on each preparation.
Каждому клеточному элементу ставится в соответствие нормировочный коэффициент для этого элемента, подсчитанный на первом этапе.Each cell element is associated with a normalization coefficient for this cell, calculated at the first stage.
Многократно подсчитываются указанные характеристические функции, причем в расчетах используются не непосредственно измеренные, а нормированные (формула (III)) значения величин клеточных элементов.These characteristic functions are repeatedly calculated, and in the calculations not directly measured, but normalized (formula (III)) values of the values of cellular elements are used.
Определяются средние значения всех характеристических функций по всему набору цитологических препаратов, взятых из исследуемого очага.The average values of all characteristic functions are determined over the entire set of cytological preparations taken from the studied focus.
Для каждой характеристической функции выбирается диагноз по критерию близости среднего значения, подсчитанной на втором этапе величины характерической функции, к какому-либо из референтных значений, определенных на первом этапе. В частности, диагноз «рак» устанавливается, если подсчитанное среднее значение характеристической функции ближе всего к референтному значению этой функции, поставленному в соответствие раку на первом этапе.For each characteristic function, a diagnosis is selected according to the criterion of proximity of the average value calculated at the second stage of the value of the characteristic function to any of the reference values determined at the first stage. In particular, the diagnosis of cancer is established if the calculated average value of the characteristic function is closest to the reference value of this function, which is associated with cancer in the first stage.
Примеры осуществления способа:Examples of the method:
Локализации: молочная железа, щитовидная железа, шейка матки.Localization: mammary gland, thyroid gland, cervix.
Первый этап - определение нормировочных коэффициентов, характеристических функций и их референтных значений.The first stage is the determination of normalization coefficients, characteristic functions and their reference values.
Были взяты по два окрашенных цитологических препарата тканей молочной железы и щитовидной железы, различающиеся интенсивностями воздействия на клетки гипотонических растворов во время пробоподготовки. При наблюдении в световой микроскоп эти препараты различались выраженностью просветления в центральной части эритроцитов. В препаратах с длительным сроком воздействия гипотонических растворов для большинства эритроцитов центральная и периферические части клетки различались мало, в то же время в препаратах с небольшим сроком воздействия гипотонических растворов срединное просветление в большинстве эритроцитов было хорошо заметно. Далее с помощью АСМ были проделаны измерения и подсчитаны следующие величины:Two stained cytological preparations of breast and thyroid tissues were taken, differing in the intensity of exposure of hypotonic solutions to the cells during sample preparation. When observed under a light microscope, these drugs differed in the severity of enlightenment in the central part of red blood cells. In preparations with a long duration of exposure to hypotonic solutions for the majority of red blood cells, the central and peripheral parts of the cell did not differ much, while in preparations with a short duration of exposure to hypotonic solutions, the median clearing in most red blood cells was clearly noticeable. Then, using AFM, measurements were made and the following values were calculated:
Э1 - средняя высота клеточного элемента после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;E1 - the average height of the cell element after the sample preparation process with a shorter period of stay of cells in a hypotonic solution;
Э2 - средняя высота клеточного элемента после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;E2 is the average height of the cell element after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution;
- безразмерная величина - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата); - dimensionless value is the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a shorter period of stay of the cells in the hypotonic solution (the degree of red blood cell swelling of this cytological preparation);
- безразмерная величина - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата). - dimensionless value - the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution (the degree of red blood cell swelling of this cytological preparation).
Для каждой локализации вычислялась своя пара значений (ρ1, p2).For each localization, its own pair of values (ρ 1 , p 2 ) was calculated.
В качестве клеточных элементов использовались цитоплазма, ядро, ядрышко.As cell elements, cytoplasm, nucleus, nucleolus were used.
В соответствии с приемами предложенного способа осуществили определение нормировочных коэффициентов для каждой локализации патологических очагов, подлежащих диагностике, по описанной выше методике. Были определены цитоплазматический, нуклеарный и ядрышковый нормировочные коэффициенты. Затем осуществили выбор характеристических функций от морфологических параметров клеток. Были выбраны следующие характеристические функции: толщина цитоплазмы, высота ядра, высота ядрышка, шероховатость цитоплазмы. Для каждой функции путем многократно проведенных измерений элементов тех клеток, в отношении которых другими способами была установлена их принадлежность к злокачественным, нашли интервалы ее значений, при попадании в которые с доверенностью не менее 95% возможно установление диагноза злокачественного новообразования, то есть были установлены референтные значения каждой характиристической функции. При этом в аналитических выражениях для характеристических функций использовались не непосредственно измеренные величины клеточных элементов, а нормированные в соответствии с нашим предложением, а именноIn accordance with the methods of the proposed method, the normalization coefficients were determined for each localization of pathological lesions to be diagnosed, using the method described above. Cytoplasmic, nuclear and nucleolar normalization factors were determined. Then made the selection of characteristic functions of the morphological parameters of the cells. The following characteristic functions were chosen: cytoplasm thickness, nucleus height, nucleolus height, cytoplasm roughness. For each function, by repeatedly taking measurements of the elements of those cells in relation to which their belonging to malignant was established by other methods, we found the intervals of its values, if they were reached with a power of attorney of at least 95%, a diagnosis of malignant neoplasm is possible, that is, reference values were established each characteristic function. Moreover, in analytical expressions for characteristic functions, not directly measured values of cellular elements were used, but normalized in accordance with our proposal, namely
где Энорм - нормированное значение величины клеточного элемента;where E norms - the normalized value of the cell element;
Эизм - измеренное значение величины клеточного элемента;E ISM - the measured value of the cell element;
ρП - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для того препарата, на котором совершается измерение величины клеточного элемента (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата);ρ P is the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for the preparation at which the cell element is measured (the degree of erythrocyte swelling of the given cytological preparation);
αЭ(ρП) - нормировочный коэффициент конкретного клеточного элемента, соответствующий данной степени набухания эритроцитов;α E (ρ P ) is the normalization coefficient of a particular cell element corresponding to a given degree of erythrocyte swelling;
величину Р положили равной .the value of P was set equal .
Второй этап - исследование с целью подтвердить или отвергнуть диагноз злокачественного заболеванияThe second stage is a study to confirm or reject the diagnosis of malignant disease
Исследовали 51 цитологический препарат опухолей молочной и щитовидной желез, полученные путем тонкоигольной аспирационной биопсии под контролем ультразвукового исследования и путем соскоба с операционного материала. Кроме того, анализу подвергли 17 соскобов с поверхности шейки матки. Критерии отбора препаратов для исследования - невозможность средствами световой микроскопии исключения диагноза рака и в то же время наличие в препарате клеток с признаками тяжелой дисплазии.We studied 51 cytological preparations of breast and thyroid tumors obtained by fine-needle aspiration biopsy under the control of an ultrasound examination and by scraping with surgical material. In addition, 17 scrapings from the surface of the cervix were analyzed. Criteria for the selection of drugs for the study - the impossibility of light microscopy to exclude the diagnosis of cancer and at the same time the presence in the preparation of cells with signs of severe dysplasia.
Условия подготовки препаратов были различными, однако все они были проанализированы с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ).The conditions for the preparation of the preparations were different, but all of them were analyzed using atomic force microscopy (AFM).
На втором этапе, который проводился для каждого цитологического препарата из патологического очага, подлежащего диагностике, определялась величина ρП - среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита для каждого исследуемого препарата (степень набухания эритроцитов данного цитологического препарата).At the second stage, which was carried out for each cytological preparation from the pathological focus to be diagnosed, ρ P was determined - the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell for each test drug (the degree of swelling of the red blood cells of this cytological preparation).
Каждому клеточному элементу ставился в соответствие нормировочный коэффициент для этого элемента, подсчитанный на первом этапе.Each cell element was assigned a normalization coefficient for this cell, calculated at the first stage.
На каждом препарате многократно измерялись величины клеточных элементов, участвующие в подсчете характеристических функций, поставленных в соответствии с исследуемой локализацией патологического очага на первом этапе, то есть толщина цитоплазмы, высота ядра, высота ядрышка, шероховатость цитоплазмы.The values of cellular elements participating in the calculation of the characteristic functions set in accordance with the studied localization of the pathological focus at the first stage, i.e., the thickness of the cytoplasm, the height of the nucleus, the height of the nucleolus, and the roughness of the cytoplasm, were repeatedly measured on each preparation.
Многократно подсчитывались указанные характеристические функции, причем в расчетах использовались не непосредственно измеренные, а нормированные (формула (III)) значения величин клеточных элементов.The indicated characteristic functions were repeatedly calculated, and in the calculations not directly measured, but normalized (formula (III)) values of the values of cellular elements were used.
Были определены значения всех характеристических функций по всем цитологическим препаратам.The values of all characteristic functions were determined for all cytological preparations.
В соответствии со значениями характеристических функций был поставлен диагноз по критерию близости значения подсчитанного на втором этапе значения характеристической функции к какому-либо из референтных значений, определенных на первом этапе. В частности, диагноз «рак» был установлен тогда, когда подсчитанное значение характеристической функции было ближе всего к референтному значению этой функции, поставленному в соответствие раку на первом этапе. Из 51+17 исследованных препаратов диагноз рак был поставлен в 43 случаях. Больным было назначено адекватное лечение. Во всех 43 случаях диагноз подтвердился при послеоперационных гистологических исследованиях.In accordance with the values of the characteristic functions, a diagnosis was made according to the criterion of proximity of the value of the characteristic function calculated at the second stage to any of the reference values determined at the first stage. In particular, the diagnosis of cancer was established when the calculated value of the characteristic function was closest to the reference value of this function, which was assigned to the cancer in the first stage. Of the 51 + 17 studied drugs, cancer was diagnosed in 43 cases. Patients were prescribed adequate treatment. In all 43 cases, the diagnosis was confirmed by postoperative histological examinations.
Claims (5)
где ρП - показатель степени набухания эритроцитов исследуемого цитологического препарата, вычисляемый как среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита; αэ(ρП) - нормировочный коэффициент конкретного измеренного клеточного элемента, соответствующий данной степени набухания эритроцитов, вычисляемый по формуле
где Э1 - средняя высота клеточного элемента после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе; Э2 - средняя высота клеточного элемента после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;
- среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с меньшим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе;
- среднее отношение высоты центральной части эритроцита к высоте периферической части эритроцита после процесса пробоподготовки с большим сроком пребывания клеток в гипотоническом растворе; R - высота периферической части эритроцита; r - высота внутренней части эритроцита; Р - константа, обозначающая, какая степень набухания эритроцитов взята в качестве начальной - до воздействия гипотонических или гипертонических растворов, вычисляемая по формуле 2. The method according to claim 1, characterized in that the normalized values of the sizes of cellular elements are calculated by the formula
where ρ P is an indicator of the degree of erythrocyte swelling of the studied cytological preparation, calculated as the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell; α e (ρ P ) is the normalization coefficient of a particular measured cell element corresponding to a given degree of red blood cell swelling, calculated by the formula
where E1 is the average height of the cell element after the sample preparation process with a shorter stay of cells in a hypotonic solution; E2 is the average height of the cell element after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution;
- the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a shorter period of stay of cells in a hypotonic solution;
- the average ratio of the height of the central part of the red blood cell to the height of the peripheral part of the red blood cell after the sample preparation process with a long residence time of cells in a hypotonic solution; R is the height of the peripheral part of the red blood cell; r is the height of the inner part of the red blood cell; P is a constant indicating the degree of erythrocyte swelling taken as the initial one before exposure to hypotonic or hypertonic solutions, calculated by the formula
, для точек min{ρi} и max {ρi} на оси ρ вычисляют нормировочный коэффициент согласно формуле (II)
, подсчитывают нормированную величину рассматриваемого клеточного элемента Энорм в точках min{ρi} и max{ρi} по формуле
для всех остальных точек из множества {ρi} на оси ρ подсчитывают значения нормировочных коэффициентов в этих точках по формулам
, получая таблично заданную на отрезке [min{ρi}, max {ρi}] в точках {ρi} функцию α=f(ρ), далее одним из известных методов вычислительной математики выполняют аппроксимацию данной функции аналитической функцией А(ρ). 5. The method according to claim 1, characterized in that the normalization coefficient of a particular cell element is calculated as an analytical function of the degree of erythrocyte swelling A (ρ), the form of which is determined after performing AFM measurements if the researcher has at least three cytological preparations taken from one pathological focus, but prepared with different periods of stay of cellular material in a hypotonic solution, according to the following procedure: during direct measurements of cellular elements on n cytological preparations prepared with different intensities of exposure to a hypotonic solution, but containing cells taken from the same pathological focus, using AFM measure the values of Ei, ρi i∈ (1, 2, ... n); determine P by the formula
, for the points min {ρi} and max {ρi} on the ρ axis, a normalization coefficient is calculated according to formula (II)
, calculate the normalized value of the considered Enorm cell element at the points min {ρi} and max {ρi} according to the formula
for all other points from the set {ρi} on the ρ axis, the normalization coefficients at these points are calculated by the formulas
, obtaining the function α = f (ρ) at the points {ρi} tabularly defined on the interval [min {ρi}, max {ρi}] at the points {ρi}, then, using one of the known methods of computational mathematics, this function is approximated by the analytical function A (ρ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118747/14A RU2450790C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Examination technique for diagnosis of malignant growth |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118747/14A RU2450790C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Examination technique for diagnosis of malignant growth |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010118747A RU2010118747A (en) | 2011-11-27 |
RU2450790C2 true RU2450790C2 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=45317397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118747/14A RU2450790C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Examination technique for diagnosis of malignant growth |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2450790C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523142C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ост-Оптик К" | Method of visual acuity test |
WO2015183124A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Александр Иванович МЯГКИХ | Method for testing visual acuity |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2232396C1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-07-10 | Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена | Method for cytological differential diagnostics of invasive ductal and invasive lobular mammary cancer |
RU2306868C1 (en) * | 2006-07-10 | 2007-09-27 | ФГУ "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Росздрава" | Cancer diagnostic method |
RU2318201C1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method for microscopic examination of a specimen |
-
2010
- 2010-05-12 RU RU2010118747/14A patent/RU2450790C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2232396C1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-07-10 | Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена | Method for cytological differential diagnostics of invasive ductal and invasive lobular mammary cancer |
RU2306868C1 (en) * | 2006-07-10 | 2007-09-27 | ФГУ "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Росздрава" | Cancer diagnostic method |
RU2318201C1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method for microscopic examination of a specimen |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BARSHACK I. et al. Spectral morphometric characterization of breast carcinoma cells. Br J Cancer. 1999 Mar; 79(9-10):1613-9. (реферат), [онлайн], [найдено 14.04.2011], найдено из базы данных PubMed. * |
IYER S. et al. Towards nonspecific detection of malignant cervical cells with fluorescent silica beads. Small. 2009 Oct;5(20):2277-84. (реферат), [онлайн], [найдено 14.04.2011], найдено из базы данных PubMed. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523142C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ост-Оптик К" | Method of visual acuity test |
WO2015183124A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Александр Иванович МЯГКИХ | Method for testing visual acuity |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010118747A (en) | 2011-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Majeed et al. | Quantitative phase imaging for medical diagnosis | |
US10025271B2 (en) | Method and system for detecting and/or classifying cancerous cells in a cell sample | |
US10948437B2 (en) | Method for analysis using X-ray fluorescence | |
JPWO2008108059A1 (en) | Breast cancer pathological image diagnosis support system, breast cancer pathological image diagnosis support method, breast cancer pathological image diagnosis support program, and recording medium recording breast cancer pathological image diagnosis support program | |
US20240177302A1 (en) | Cellular diagnostic and analysis methods | |
Shimoyama et al. | Automated renal cortical volume measurement for assessment of renal function in patients undergoing radical nephrectomy | |
Saha et al. | Precision of Raman spectroscopy measurements in detection of microcalcifications in breast needle biopsies | |
RU2450790C2 (en) | Examination technique for diagnosis of malignant growth | |
CN111528918B (en) | Tumor volume change trend graph generation device after ablation, equipment and storage medium | |
CN107847145B (en) | Photonic structures and chemometric pathological systems | |
US8928887B2 (en) | Characteristic parameters of cells and tissue from quantitative phase imaging | |
RU2321859C2 (en) | Method for differential diagnostics of hyperplasia, intraepithelial neoplasias and cervix uteri cancer | |
EP4004931B1 (en) | Radiology-based risk assessment for biopsy-based scores | |
Roshan et al. | Accuracy of digital image analysis (DIA) of borderline human epidermal growth factor receptor (HER2) immunohistochemistry in invasive ductal carcinoma | |
Kargol et al. | Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of 103 patients with rectal adenocarcinoma identifies the apparent diffusion coefficient as an imaging marker for tumor invasion and regional lymph node involvement | |
Kawaguchi et al. | The utility of three-dimensional computed tomography for prediction of tumor invasiveness in clinical stage IA lung adenocarcinoma | |
Lejeune et al. | How the variability between computer-assisted analysis procedures evaluating immune markers can influence patients’ outcome prediction | |
Grote et al. | Exploring the spatial dimension of estrogen and progesterone signaling: detection of nuclear labeling in lobular epithelial cells in normal mammary glands adjacent to breast cancer | |
RU2664671C1 (en) | Method for forecast of breast cancer | |
Dyakiv et al. | Morphometric Characteristics and Features of Metachronous Breast Cancer | |
CN113260311B (en) | Calibrating radiology data based on cell distribution | |
Majeed | Label-free breast histopathology using quantitative phase imaging | |
RU2232396C1 (en) | Method for cytological differential diagnostics of invasive ductal and invasive lobular mammary cancer | |
Lupean et al. | Quantitative MRI of Pancreatic Cystic Lesions: A New Diagnostic Approach. Healthcare 2022, 10, 1039 | |
Shete | Automatic breast cancer invasion detection based on quantitative and effective selection of markers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120513 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130810 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150513 |