RU2741724C1 - Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying - Google Patents

Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying Download PDF

Info

Publication number
RU2741724C1
RU2741724C1 RU2020117716A RU2020117716A RU2741724C1 RU 2741724 C1 RU2741724 C1 RU 2741724C1 RU 2020117716 A RU2020117716 A RU 2020117716A RU 2020117716 A RU2020117716 A RU 2020117716A RU 2741724 C1 RU2741724 C1 RU 2741724C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
histological
sections
length
hexagonal
columnar
Prior art date
Application number
RU2020117716A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Тишков
Григорий Антонович Ноздрин
Яна Викторовна Новик
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет"
Priority to RU2020117716A priority Critical patent/RU2741724C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2741724C1 publication Critical patent/RU2741724C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1079Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof using optical or photographic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/30Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to histology. To estimate length of columnar histological structures with hexagonal placing on obliquely oriented histological sections, three sides of histological structure are measured, and evaluation of length of side of histological structure is calculated by original calculation formula.EFFECT: method enables obtaining accurate measurements of the length of the side of a histological structure with hexagonal placement on sections produced using a freezing microtome or microtome for making paraffin sections without accurate orientation of the blocks of the examined organ for cutting.1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к гистологии, а именно к оценке длины столбчатых гистологических структур с гексагональной укладкой.The invention relates to histology, namely to the assessment of the length of columnar histological structures with hexagonal packing.

Известен ряд патентов на способы оценки морфологического состояния различных гистологических структур в частности печени, чья гистологическая структура и подпадает под определения столбчатых с гексагональной укладкой.A number of patents are known for methods of assessing the morphological state of various histological structures, in particular the liver, whose histological structure falls under the definition of columnar with hexagonal packing.

Среди них - способ оценки морфологических изменений ткани печени при острой ишемии (Патент РФ №2131124 от 13.08.1996); способ комплексной морфометрической оценки капсулы печени (Патент РФ №2153851 от 30.03.1999); способ гистоморфометрического исследования дистракционного остеогенеза (Патент РФ №2213963 от 16.04.2001); способ оценки состояния печени при лечении описторхоза (Патент РФ №2283493 от 27.10.2003).Among them - a method for assessing morphological changes in liver tissue in acute ischemia (RF Patent No. 2131124 dated 13.08.1996); a method for complex morphometric assessment of the liver capsule (RF Patent No. 2153851 dated 03.30.1999); the method of histomorphometric study of distraction osteogenesis (RF Patent No. 2213963 dated 04.16.2001); a method for assessing the state of the liver in the treatment of opisthorchiasis (RF Patent No. 2283493 dated October 27, 2003).

Способ оценки морфологических изменений ткани печени при острой ишемии (Патент РФ №2131124 от 13.08.1996) заключается в том, что степень тяжести патологических процессов оценивается суммой морфологических изменений, выраженных в бальной системе в зависимости от ширины локализации патологического процесса. Данный метод может быть использован только тогда, когда наблюдается выраженный патологический процесс (дистрофии, некроз, холестаз, дилатация сосудов, стаз в синусоидах), и не возможно его использовать для общей оценки состояния печени. Также данный метод использует субъективную бальную систему оценивания признаков.The method for assessing morphological changes in liver tissue in acute ischemia (RF Patent No. 2131124 dated 13.08.1996) is that the severity of pathological processes is assessed by the sum of morphological changes expressed in the score system depending on the width of the localization of the pathological process. This method can be used only when a pronounced pathological process is observed (degeneration, necrosis, cholestasis, vascular dilatation, stasis in the sinusoids), and it is not possible to use it for a general assessment of the liver condition. Also, this method uses a subjective scoring system for evaluating features.

Способ комплексной морфометрической оценки капсулы печени (Патент РФ №2153851 от 30.03.1999) заключается в том, что степень утолщения капсулы органа проводят как в перпендикулярном поверхности органа направлении, так и в параллельном ему. Данный метод оценки линейных размеров гистологических структур не удобен ввиду того, что необходимо точно позиционировать идентифицируемую гистологическую структуру в блоке для последующей нарезки.The method for complex morphometric assessment of the liver capsule (RF Patent No. 2153851 dated 03.30.1999) consists in the fact that the degree of thickening of the organ capsule is carried out both in the direction perpendicular to the surface of the organ and in the direction parallel to it. This method for assessing the linear dimensions of histological structures is not convenient due to the fact that it is necessary to accurately position the identified histological structure in the block for subsequent cutting.

Способ гистоморфометрического исследования дистракционного остеогенеза (Патент РФ №2213963 от 16.04.2001) заключается в том, что процесс остеогенеза на гистологических срезах оценивается выведением специальных индексов, основанных на линейных размерах и площади отдельных гистологических структур. Этот крайнеThe method of histomorphometric study of distraction osteogenesis (RF Patent No. 2213963 dated 04.16.2001) is that the process of osteogenesis on histological sections is assessed by deriving special indices based on the linear dimensions and areas of individual histological structures. This extremely

узкоспециализированный метод требует обязательной оцифровки снимком и использования специального программного обеспечения для оценки площадей исследуемых гистологических структур.a highly specialized method requires mandatory digitization with a snapshot and the use of special software to assess the areas of the studied histological structures.

Способ оценки состояния печени при лечении описторхоза (Патент РФ №2283493 от 27.10.2003) заключается в том, что об исходе переболевания распространенной печеночной нозологией (описторхозу) судят по характеристике клеточного состава на единицу площади. Данный метод является цитологическим и не акцентирует внимание на морфологии органа и неклеточных элементах.The method for assessing the state of the liver in the treatment of opisthorchiasis (RF Patent No. 2283493 dated 10/27/2003) is that the outcome of a common hepatic nosology (opisthorchiasis) is judged by the characteristics of the cellular composition per unit area. This method is cytological and does not focus on the morphology of the organ and non-cellular elements.

Ни один из выше представленных аналогов не является ближайшим аналогом, который раскрывает все признаки ограничительной части формулы.None of the above presented analogs is the closest analogue, which discloses all the features of the limiting part of the claims.

Техническая задачаTechnical challenge

При использовании современных средств получения гистологических срезов, замораживающего или парафинового микротомов, всегда остро стоит задача точной ориентировки гистологических структур перпендикулярно лезвию микротома. Чем точнее будет произведен гистологический сред, тем более объективно можно будет судить о его состоянии, в том числе и при постановке точного медико-диагностического заключения о статусе органа и организма в целом. Также при проведении медико-биологических исследований необходимо точно произвести замер линейных размеров отдельных гистологических показателей органов и сравнить их друг с другом, однако когда срезы произведены косо может произойти замер, который в совокупности замеров может привести к ложноотрицательному эффекту теста проверки на достоверность вероятности измерений. Этот эффект будет иметь исключительно аналитический, а не статистический характер.When using modern means of obtaining histological sections, freezing or paraffin microtomes, there is always an acute problem of accurate orientation of histological structures perpendicular to the blade of the microtome. The more accurately the histological media is produced, the more objectively it will be possible to judge its condition, including when making an accurate medical and diagnostic conclusion about the status of the organ and the organism as a whole. Also, when conducting biomedical research, it is necessary to accurately measure the linear dimensions of individual histological indicators of organs and compare them with each other, however, when the sections are made obliquely, a measurement can occur, which in the aggregate of measurements can lead to a false negative effect of the test for checking the reliability of the measurement probability. This effect will be purely analytical, not statistical.

Таким образом, необходимо изменить технологию получения гистологических срезов. Решение этой проблемы производилось путем точного ориентирования образца на фиксирующем столике микротома. Этот метод накладывал множество существенных ограничений. Среди них предварительная жесткая фиксация в пинцете для позиционирования, которая могла повредить срез, малые размеры анализируемого образца, которые не позволяли должным образом оценить угол наклона плоскости перпендикуляра структур и плоскости среза, а также не всегда четкая фиксируемая визуально направленность направлений волокон органа. При использовании парафинового микротома эта задача усложнялась, поскольку при заливке анализируемого образца парафиново-восковой смесью орган просто ставится на дно емкости и производить поддерживающую фиксацию для предотвращения изменения угла наклона очень сложно, тем более что работа идет с горячим раствором.Thus, it is necessary to change the technology of obtaining histological sections. This problem was solved by accurately orienting the sample on the microtome fixing stage. This method imposes many significant limitations. Among them are preliminary rigid fixation in tweezers for positioning, which could damage the section, the small dimensions of the analyzed sample, which did not allow properly assessing the angle of inclination of the perpendicular plane of the structures and the plane of the section, as well as the not always clear visually recorded direction of the organ fiber directions. When using a paraffin microtome, this task became more complicated, since when filling the analyzed sample with a paraffin-wax mixture, the organ is simply placed on the bottom of the container and it is very difficult to maintain fixation to prevent a change in the angle of inclination, especially since the work is carried out with a hot solution.

Решение данной задачи может крыться не в кардинальном изменении технологии приготовления срезов, а в расчете истинных значений гистологических структур. Это возможно благодаря тому, что для максимального заполнения объема и избегания высоких давлений с соседними структурами, ткань или иная гистологическая структура, которую можно представить на плоскости, приобретает форму правильных шестиугольников или сот. На гистологических срезах, выполненных косо, отображаются неправильные шестиугольники. Наша задача рассчитать значения истинного шестиугольника гистологической структуры или ткани по срезу в виде неправильного шестиугольника.The solution to this problem may lie not in a radical change in the technology for preparing sections, but in the calculation of the true values of histological structures. This is possible due to the fact that in order to maximize the filling of the volume and avoid high pressures with adjacent structures, tissue or other histological structure that can be represented on a plane takes the form of regular hexagons or honeycombs. Oblique histological sections show irregular hexagons. Our task is to calculate the values of the true hexagon of a histological structure or tissue from a section in the form of an irregular hexagon.

Предлагаемый способ позволяет производить срезы без точного позиционирования в микротоме при получении косых срезов органов и тканей.The proposed method allows making slices without precise positioning in the microtome when obtaining oblique slices of organs and tissues.

Способ оценки длины стороны гистологических структур с гексагональной укладкой на срезах с блоков при их косой и ненаправленной ориентации на фиксирующем столике микротома, включающий измерение дли трех сторон гистологической структуры как показано на фиг. 2А, а оценку длины стороны гистологической структуры проводят по формуле:A method for assessing the side length of histological structures with hexagonal packing on sections from blocks with their oblique and non-directional orientation on a microtome fixing stage, including measuring the length of three sides of the histological structure as shown in Fig. 2A, and the assessment of the side length of the histological structure is carried out according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где: х - длина стороны элементарной ячейки гистологической структуры с гексагональной укладкой;Where: x is the length of the side of the unit cell of the histological structure with hexagonal packing;

а, b, с - длины сторон эмпирического треугольника, на изображении при косом сечении гистологической структуры с гексагональной укладкойa, b, c - the lengths of the sides of the empirical triangle, in the image with an oblique section of the histological structure with hexagonal packing

На фиг. 1. Изображено сечение прямой треугольной призмы, чье основание рассчитывается по нашей формуле на основании данных срезов.FIG. 1. Shown is a section of a straight triangular prism, whose base is calculated according to our formula based on the data of the sections.

На фиг. 2. Изображены косые гистологические срезы печени, обладающие столбчатой структурой при гексагональной укладке, А - 1-я мышь, Б - 2-я мышь; В - 3-мышь; Г - 4-я мышьFIG. 2. Shown are oblique histological sections of the liver with a columnar structure in hexagonal packing, A - 1st mouse, B - 2nd mouse; B - 3-mouse; D - 4th mouse

Для математической проверки правильности расчетов метода использовали гистологические срезы печени от 4 мышей. В результате изменений полученные значения были меньше, чем наименьшее из измерений (табл.), что следует из методики выведения формулы по косому сечению треугольной прямой призмы (фиг. 1). В таблице a, b и с - это измерения эмпирического треугольника - составной единицы печеночной триады при косом гистологическом срезе печени каждой отдельной мыши, используемой для оценки метода.For the mathematical verification of the correctness of the calculations of the method, histological sections of the liver from 4 mice were used. As a result of the changes, the obtained values were less than the smallest of the measurements (table), which follows from the procedure for deriving the formula from the oblique section of a triangular straight prism (Fig. 1). In Table a, b and c, these are the measurements of the empirical triangle, the constituent unit of the hepatic triad, in an oblique histological section of the liver of each individual mouse used to evaluate the method.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, согласно полученным данным (табл.) прослеживается четкая зависимость, при которой наблюдается более низкое расчетное значение, чем самое низкое из измеренных значений. Данный эффект позволяет избежать ошибок измерений и привести к истинному значению эмпирические значении произведенные в результате замеров косо направленных срезов и, как следствие, потенциального переделывания срезов.Thus, according to the data obtained (table), there is a clear dependence, in which a lower calculated value is observed than the lowest of the measured values. This effect allows you to avoid measurement errors and lead to the true value of the empirical values produced as a result of measurements of obliquely directed slices and, as a consequence, the potential redoing of slices.

Преимущество способа, заключается в том, что он менее трудоемкий, так как позволяет точно оценить косо приготовленные гистологические срезы, не требующие точности в приготовлении.The advantage of the method is that it is less laborious, since it allows you to accurately assess obliquely prepared histological sections that do not require precision in preparation.

Claims (4)

Способ оценки длины стороны гистологических структур с гексагональной укладкой на срезах с блоков при их косой и ненаправленной ориентации на фиксирующем столике микротома, включающий измерение длин трех сторон гистологической структуры, как показано на фиг. 2А, а оценку длины стороны гистологической структуры проводят по формуле:A method for assessing the side length of histological structures with hexagonal packing on sections from blocks in their oblique and non-directional orientation on the fixing stage of a microtome, including measuring the lengths of three sides of the histological structure, as shown in Fig. 2A, and the assessment of the side length of the histological structure is carried out according to the formula:
Figure 00000003
Figure 00000003
где: х - длина стороны элементарной ячейки гистологической структуры с гексагональной укладкой;where: x is the length of the side of the unit cell of the histological structure with hexagonal packing; а, b, с - длины сторон эмпирических треугольников на изображении при косом сечении гистологической структуры с гексагональной укладкой.a, b, c - the lengths of the sides of the empirical triangles in the image with an oblique section of the histological structure with hexagonal packing.
RU2020117716A 2020-05-19 2020-05-19 Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying RU2741724C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117716A RU2741724C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117716A RU2741724C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2741724C1 true RU2741724C1 (en) 2021-01-28

Family

ID=74554458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020117716A RU2741724C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2741724C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2153851C1 (en) * 1999-03-30 2000-08-10 Маркин Павел Георгиевич Method for complex morphometric estimate of hepatic capsule
RU2213963C2 (en) * 2001-04-16 2003-10-10 Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А.Илизарова Method for performing histomorphometric examination of distraction osteogenesis
RU2283493C2 (en) * 2003-10-27 2006-09-10 Ольга Александровна Поддубная Method for evaluating hepatic state at treating opisthorchiasis

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2153851C1 (en) * 1999-03-30 2000-08-10 Маркин Павел Георгиевич Method for complex morphometric estimate of hepatic capsule
RU2213963C2 (en) * 2001-04-16 2003-10-10 Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А.Илизарова Method for performing histomorphometric examination of distraction osteogenesis
RU2283493C2 (en) * 2003-10-27 2006-09-10 Ольга Александровна Поддубная Method for evaluating hepatic state at treating opisthorchiasis

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Azizova M.A. Morphology and some morphometric parameters of the liver of laboratory animals with different nutritional patterns, Science of the Young - Eruditio Juvenium, 2016, pp. 6-9. *
Gazizov I.M. et al. Changes in liver microstructure after partial hepatectomy in rats. Genes and Cells: Volume VIII, N3, 2013, pp: 101-105. *
Азизова М.А. Морфология и некоторые морфометрические параметры печени лабораторных животных с различным характером питания, Наука молодых - Eruditio Juvenium, 2016, с.6-9. *
Газизов И.М. и др. Изменения микроструктуры печени после частичной гепатэктомии у крыс. Genes and Cells: Том VIII, N3, 2013 год, стр: 101-105. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dunnill Quantitative methods in the study of pulmonary pathology
Ridge et al. Mechanical properties of skin: a bioengineering study of skin structure.
US20020049382A1 (en) Arthroscopic diagnostic probe to measure mechanical properties of articular cartilage
Seaman et al. Accuracy of semen counting chambers as determined by the use of latex beads
Yaman et al. Reproducibility of three‐dimensional ultrasound endometrial volume measurements in patients with postmenopausal bleeding
CN103460025A (en) Method to determine the absorption coefficient in turbid media
Song et al. Comparison of fine needle aspiration and fine needle nonaspiration cytology of thyroid nodules: a meta-analysis
Iaconis et al. Measurements of cross-sectional area of collagen structures (knee ligaments) by means of an optical method
RU2741724C1 (en) Method for evaluating side of columnar histological structures with hexagonal laying
BR112013010655A2 (en) method, evaluation device to determine the position of a structure located in an object to be investigated by means of x-ray computed tomography and computed tomography
Sääf Effects of exercise on adult articular cartilage: an experimental study on guinea-pigs with relevance to the continuous regeneration of adult cartilage
CN103558204A (en) Seminiferous tubule Raman spectrum peak and method for identifying seminiferous function of seminiferous tubule
CN113208562A (en) Skin water content detection system and method based on light detection technology
CN114324244B (en) Biological film collagen beam orientation optical detection method and system based on weak coherent interference
RU2469290C1 (en) Method for determining crack growth rate due to cyclic loads
RU2403863C2 (en) Method and apparatus for platypodia diagnosis in children and adolescents
US7350402B2 (en) Method and apparatus for determination of medical diagnostics utilizing biological fluids
US9968322B2 (en) Method for early recognition of bone and joint diseases
Shen et al. Association of Microglia/macrophage Polarization With Perihematomal Edema and Clinical Outcome in Patients With Acute Intracerebral Hemorrhage
Akhtar et al. Postmortem Interval Estimation by Sturner’s Equation Based Upon Vitreous Potassium Level
US20200245871A1 (en) NONINVASIVE IN VIVO MEASUREMENT OF pH IN CEREBROSPINAL FLUID
RU2045039C1 (en) Refractive index measurement technique for condensed media
Fioravanti et al. Biopsy analysis using a quadruple infrared sensor
UA134208U (en) METHOD OF MAPPING polarization-correlation optical anisotropy of polycrystalline films of blood plasma in the differential diagnosis of nonalcoholic fatty liver disease and chronic hepatitis by measuring biochemical changes
UA141728U (en) METHOD differential diagnosis of aseptic and septic endoprosthesis INSTABILITY OF COMPONENTS OF ARTIFICIAL HIP JOINT Mueller-matrix mapping polycrystalline films synovial fluid