RU2796767C1 - Method of trichoscopy using artificial neural networks for the diagnosis of hair damaged by dermatophyte spores in cats - Google Patents

Method of trichoscopy using artificial neural networks for the diagnosis of hair damaged by dermatophyte spores in cats Download PDF

Info

Publication number
RU2796767C1
RU2796767C1 RU2022124331A RU2022124331A RU2796767C1 RU 2796767 C1 RU2796767 C1 RU 2796767C1 RU 2022124331 A RU2022124331 A RU 2022124331A RU 2022124331 A RU2022124331 A RU 2022124331A RU 2796767 C1 RU2796767 C1 RU 2796767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dermatophyte
spores
hair
artificial neural
cats
Prior art date
Application number
RU2022124331A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Александровна Бушмина
Александр Вячеславович Бутенко
Владимир Александрович Оробец
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2796767C1 publication Critical patent/RU2796767C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: veterinary medicine; veterinary dermatology.
SUBSTANCE: invention represents a method of trichoscopy using artificial neural networks for diagnosing cat hair damaged by dermatophyte spores. The method includes the following: obtaining material by removing 30–50 hairs using a surgical clamp; the resulting hair is placed on a glass slide, after adding mineral oil; the preparation is covered with a coverslip and microscoped at 4x and 40x magnification, the condenser is lowered, the diaphragm is covered. An optical microscope with an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system is used for microscopy. A trained artificial neural network YOLO v5 and microscopy are used to identify hair damaged by spores of dermatophyte dermatophytes in cats, followed by analysis of the obtained data.
EFFECT: invention provides the use of artificial neural networks for diagnosing cat hair damaged by dermatophyte spores.
1 cl, 6 dwg, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Данное изобретение принадлежит области ветеринарной медицины, в частности к ветеринарной дерматологии и представляет способ трихоскопии с использованием искусственных нейронных сетей для диагностики поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек. Изобретение может использоваться для диагностики дерматитов у кошек, поврежденных спорами дерматофитов в частных и государственных ветеринарных клиниках.This invention belongs to the field of veterinary medicine, in particular to veterinary dermatology, and represents a method of trichoscopy using artificial neural networks for diagnosing hair damaged by dermatophyte spores in cats. The invention can be used to diagnose dermatitis in cats damaged by dermatophyte spores in private and public veterinary clinics.

Уровень техникиState of the art

Известен способ для диагностики дерматофитозов животных, вызванных мицелиальными грибами видов Microsporum canis и Trichophyton mentagrophytes. Селективная питательная среда для выделения возбудителей дерматофитозов включает глюкозу, маннитол, мясной пептон, феноловый красный, агар-агар, циклогексимид, энрофлоксацин и дистиллированную воду при заданном содержании компонентов. Изобретение позволяет сократить сроки диагностирования дерматофитозов животных, повысить достоверность результатов дифференциации грибов дерматофитов при использовании рутинных микробиологических методов и расширить арсенал питательных сред для выделения возбудителей дерматофитозов (см. пат.RU 2745159, МПК C12N 1/14 (2006.01), C12R 1/645 (2006.01) опубл. 22.03.2021).A known method for the diagnosis of animal dermatophytosis caused by filamentous fungi species Microsporum canis and Trichophyton mentagrophytes . Selective nutrient medium for isolation of pathogens of dermatophytosis includes glucose, mannitol, meat peptone, phenol red, agar-agar, cycloheximide, enrofloxacin and distilled water at a given content of components. EFFECT: invention allows to reduce the time for diagnosing animal dermatophytosis, to increase the reliability of the results of differentiation of dermatophyte fungi using routine microbiological methods and to expand the arsenal of nutrient media for the isolation of pathogens of dermatophytosis (see US Pat.RU 2745159, IPC C12N 1/14 (2006.01), C12R 1/645 ( 2006.01) published on 03/22/2021).

Недостатком способа для диагностики дерматофитозов у животных, вызванных мицелиальными грибами видов Microsporum canis и Trichophyton mentagrophytes является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of this method for diagnosing dermatophytosis in animals caused by filamentous fungi species Microsporum canis and Trichophyton mentagrophytes is the interpretation of the results of the study.

Известен способ лабораторной диагностики дерматомикозов, который осуществляют посевом и выделением дерматофитов из клинического материала на селективной среде с добавлением жидкой медицинской желчи, дрожжевого аутолизата и антибиотика из группы фторхинолонов, например ципрофлоксацина, при следующем соотношении компонентов, г/л: глюкоза 40,0, пептон 10,0, агар 18,0-20,0, дистиллированная вода до 1 л, жидкая медицинская желчь 1,0, аутолизат дрожжевой концентрированный 5,0, ципрофлоксацин 5,0. Инкубируют посев при температуре 37°С 5-7 дней и 15 дней при температуре 28-30°С и идентифицируют вид колоний. Способ повышает эффективность выделения патогенных грибов - дерматофитов из клинического материала, позволяет за более короткий срок получить чистую культуру дерматофитов (см. пат. RU 2181144, МПК C12N 1/14 (2000.01), C12Q 1/04 (2000.01) опубл. 10.04.2002).A known method for laboratory diagnosis of dermatomycosis, which is carried out by inoculation and isolation of dermatophytes from clinical material on a selective medium with the addition of liquid medical bile, yeast autolysate and an antibiotic from the group of fluoroquinolones, such as ciprofloxacin, in the following ratio, g/l: glucose 40.0, peptone 10.0, agar 18.0-20.0, distilled water up to 1 l, liquid medical bile 1.0, concentrated yeast autolysate 5.0, ciprofloxacin 5.0. Sowing is incubated at a temperature of 37°C for 5-7 days and 15 days at a temperature of 28-30°C and the type of colonies is identified. The method increases the efficiency of isolation of pathogenic fungi - dermatophytes from clinical material, allows for a shorter period to obtain a pure culture of dermatophytes (see US Pat. RU 2181144, IPC C12N 1/14 (2000.01), C12Q 1/04 (2000.01) publ. 10.04.2002 ).

Недостатком способа лабораторной диагностики дерматомикозов, который осуществляют посевом и выделением дерматофитов из клинического материала на селективной среде с добавлением жидкой медицинской желчи является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method of laboratory diagnosis of dermatomycosis, which is carried out by seeding and isolation of dermatophytes from clinical material on a selective medium with the addition of liquid medical bile, is the interpretation of the results of the study.

Известен способ для оценки ростовых свойств питательной среды для контроля ростовых свойств питательных сред, предназначенных для диагностики дерматофитозов, вызванных мицелиальными грибами видов Microsporum canis и Trichophyton mentagrophytes. Предложены штамм Microsporum canis «FL 79-18 Viev», депонированный во Всероссийской государственной коллекции патогенных и вакцинных штаммов микроорганизмов-возбудителей инфекционных болезней животных ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН под номером F-81, а также штамм Trichophyton mentagrophytes «CN 38-18 Viev», депонированный во Всероссийской государственной коллекции патогенных и вакцинных штаммов микроорганизмов-возбудителей инфекционных болезней животных ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН под номером F-82. Штаммы являются слабопатогенными для лабораторных животных и обладают типичными для вида культуральными свойствами, позволяют оценивать ростовые свойства используемой питательной среды, тем самым подтверждать пригодность ее к использованию, повышая достоверность получаемых результатов. Преимуществом изобретения является повышение стабильности и достоверности результатов лабораторной диагностики дерматофитозов, а также сокращение сроков диагностирования дерматофитозов животных (см. пат.RU 2741097, МПК C12N 1/14 (2006.01), C12R 1/645 (2006.01) опубл. 22.01.2021).A known method for assessing the growth properties of the nutrient medium to control the growth properties of nutrient media intended for the diagnosis of dermatophytosis caused by filamentous fungi species Microsporum canis and Trichophyton mentagrophytes . Microsporum canis strain "FL 79-18 Viev", deposited in the All-Russian State Collection of Pathogenic and Vaccine Strains of Microorganisms-Causative Agents of Infectious Animal Diseases F-81, as well as Trichophyton mentagrophytes strain "CN 38-18 Viev", deposited in the All-Russian State Collection of Pathogenic and Vaccine Strains of Microorganisms Causing Infectious Animal Diseases of the Federal State Budget Scientific Institution of the Federal Scientific Center of VIEV RAS under the number F-82. The strains are weakly pathogenic for laboratory animals and have cultural properties typical of the species, allow assessing the growth properties of the nutrient medium used, thereby confirming its suitability for use, increasing the reliability of the results obtained. The advantage of the invention is to increase the stability and reliability of the results of laboratory diagnosis of dermatophytosis, as well as to reduce the time for diagnosing dermatophytosis in animals (see US Pat.RU 2741097, IPC C12N 1/14 (2006.01), C12R 1/645 (2006.01) publ.

Недостатком способа для оценки ростовых свойств питательной среды для контроля ростовых свойств питательных сред, предназначенных для диагностики дерматофитозов является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for assessing the growth properties of the nutrient medium to control the growth properties of nutrient media intended for the diagnosis of dermatophytosis is the interpretation of the results of the study.

Известен способ для диагностики микроспории, который включает выделение тотальной нативной ДНК из кожи и волос, специфическую амплификацию фрагмента гена 5.8S рРНК Trichophyton verrucosum с использованием праймеров следующей структуры: 5′ CCACGATAGGGATCAGCGTT 3′, 5′ GAAAGTTTTAACTGATTTTGCTTG 3′. Затем при электрофоретическом обнаружении продукта амплификации размером 231 п.н. определяют наличие возбудителя. Использование изобретения позволяет установить факт инфицированности человека Trichophyton verrucosum при различных клинических формах заболевания, в том числе стертых и атипичных (см. пат.RU 2562540, МПК G01N 33/48 (2006.01) опубл. 19.09.2015).A known method for the diagnosis of microsporia, which includes the isolation of total native DNA from the skin and hair, specific amplification of a fragment of the 5.8S rRNA gene Trichophyton verrucosum using primers of the following structure: 5' CCACGATAGGGATCAGCGTT 3', 5' GAAAGTTTTAACTGATTTTGCTTG 3'. Then, upon electrophoretic detection of an amplification product with a size of 231 b.p. determine the presence of a pathogen. The use of the invention makes it possible to establish the fact of human infection with Trichophyton verrucosum in various clinical forms of the disease, including erased and atypical ones (see US Pat.RU 2562540, IPC G01N 33/48 (2006.01) publ. 19.09.2015).

Недостатком способ для диагностики микроспории, который включает выделение тотальной нативной ДНК из кожи и волос является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for diagnosing microsporia, which includes the isolation of total native DNA from the skin and hair, is the interpretation of the results of the study.

Известен способ для детекции гриба Microsporum canis, который осуществляют выделением тотальной нативной ДНК из образца кожи и волос, проводят полимеразную цепную реакцию и амплификацию фрагмента гена 5.8S рРНК Microsporum canis с использованием специфических праймеров. При электрофоретическом обнаружении продукта амплификации размером 182 п.н. определяют наличие возбудителя. Изобретение обеспечивает специфическую детекцию Microsporum canis в клиническом материале и может быть использовано для диагностики микроспории (см. пат. RU 2558927, МПК G01N 33/68 (2006.01), C12Q 1/68 (2006.01) опубл. 10.08.2015).A known method for the detection of the fungus Microsporum canis , which is carried out by isolating total native DNA from a sample of skin and hair, polymerase chain reaction and amplification of the 5.8S rRNA gene fragment of Microsporum canis using specific primers. When electrophoretic detection of an amplification product with a size of 182 b.p. determine the presence of a pathogen. EFFECT: invention provides specific detection of Microsporum canis in clinical material and can be used to diagnose microsporia (see US Pat. RU 2558927, IPC G01N 33/68 (2006.01), C12Q 1/68 (2006.01) publ. 10.08.2015).

Недостатком способа для детекции гриба Microsporum canis, который осуществляют выделением тотальной нативной ДНК из образца кожи и волос является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for detecting the fungus Microsporum canis , which is carried out by isolating total native DNA from a skin and hair sample, is the interpretation of the results of the study.

Известен способ обнаружения микроскопических грибов рода Coccidioides posadasii 36 S и Coccidioides immitis C-5 in vitro, который включает предварительное выращивание культуры в мицелиальной фазе, приготовление взвеси, соответствующей 5ЕД стандартного образца мутности, обеспечение возможности формирования сферул и обнаружение сферул, заполненных эндоспорами. Культуру в мицелиальной фазе выращивают в течение 3-х суток. Обеспечение возможности формирования сферул осуществляют путем заражения суточной культуры клеток мышиных спленоцитов, полученной на среде RPMI-1640, и последующего культивирования в течение 5 суток при температуре 37°C, с содержанием в атмосфере 5% CO2. Для обнаружения сферул в виде округлых двухконтурных образований, заполненных эндоспорами, отбирают пробу, обеззараживают формалином и исследуют образец методом световой микроскопии. Изобретение позволяет упростить способ и сократить сроки исследования (см. пат. RU 2503715, МПК C12N 1/14 (2006.01), C12Q 1/02 (2006.01) опубл. 10.01.2013).A method is known for detecting microscopic fungi of the genus Coccidioides posadasii 36 S and Coccidioides immitis C-5 in vitro, which includes pre-cultivation of the culture in the mycelial phase, preparation of a suspension corresponding to 5 units of a standard turbidity sample, enabling the formation of spherules and detection of spherules filled with endospores. The culture in the mycelial phase is grown for 3 days. Ensuring the formation of spherules is carried out by infecting a daily culture of cells of mouse splenocytes obtained on RPMI-1640 medium, and subsequent cultivation for 5 days at a temperature of 37°C, with a content of 5% CO 2 in the atmosphere. To detect spherules in the form of rounded bypass formations filled with endospores, a sample is taken, disinfected with formalin, and the sample is examined by light microscopy. The invention allows to simplify the method and reduce the time of research (see US Pat. RU 2503715, IPC C12N 1/14 (2006.01), C12Q 1/02 (2006.01) publ. 10.01.2013).

Недостатком способа обнаружения микроскопических грибов рода Coccidioides posadasii 36 S и Coccidioides immitis C-5 in vitro является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for detecting microscopic fungi of the genus Coccidioides posadasii 36 S and Coccidioides immitis C-5 in vitro is the interpretation of the results of the study.

Известен способ для детекции гриба Microsporum canis, являющегося возбудителем микроспории. Предлагаемая питательная среда содержит глюкозу, пептон, агар, хитозан низкомолекулярный пищевой водорастворимый и дистиллированную воду при заданном содержании компонентов. Изобретение позволяет сократить сроки выделения культуры М. canis из клинического материала от больных (см. пат.RU 2695675, МПК C12N 1/14 (2006.01) опубл. 25.07.2019).A known method for the detection of the fungus Microsporum canis , which is the causative agent of microsporia. The proposed nutrient medium contains glucose, peptone, agar, low molecular weight water-soluble food chitosan and distilled water at a given content of components. EFFECT: invention allows to reduce the time for isolating the culture of M. canis from clinical material from patients (see US Pat.RU 2695675, IPC C12N 1/14 (2006.01) publ. 25.07.2019).

Недостатком способа для детекции гриба Microsporum canis является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for the detection of the fungus Microsporum canis is the interpretation of the results of the study.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту принятый авторами за прототип является способ диагностики микроспории осуществляется путем установления особенностей клинических проявлений процесса, изучения макро- и микрофологии культуры. При наличии 1-2 очагов размером 0,5-1,5 см с локализацией преимущественно на волосистой части головы и наличии единичных двухклеточных макроконидий в виде подковы с толстой изъеденной стенкой диагностируют микроспорию, вызванную Microsporum canis var. distortum. Изобретение позволяет с помощью использования комплекса анамнестических, клинических, микроскопических и морфо-биологических признаков установить точный этиологический диагноз возбудителя микроспории - М. canis var. distortum, что важно в процессе проведения антимикотической терапии. Использование способа позволит усовершенствовать диагностику, прогнозирование клинического течения микроспории, продолжительность заболевания и лечения (см. пат. RU 2458991, МПК C12Q 1/04 (2006.01), C12N 1/20 (2006.01), C12R 1/645 (2006.01) опубл. 20.08.2012).The closest in technical essence and the achieved positive effect adopted by the authors for the prototype is a method for diagnosing microsporia is carried out by establishing the features of the clinical manifestations of the process, studying the macro- and microphology of the culture. In the presence of 1-2 foci 0.5-1.5 cm in size with localization mainly on the scalp and the presence of single two-cell macroconidia in the form of a horseshoe with a thick corroded wall, microsporia caused by Microsporum canis var. distortum . EFFECT: invention allows using a complex of anamnestic, clinical, microscopic and morpho-biological signs to establish an accurate etiological diagnosis of the causative agent of microsporia - M. canis var. distortum , which is important in the course of antimycotic therapy. Using the method will improve the diagnosis, prediction of the clinical course of microsporia, the duration of the disease and treatment (see US Pat. RU 2458991, IPC C12Q 1/04 (2006.01), C12N 1/20 (2006.01), C12R 1/645 (2006.01) publ. 20.08 .2012).

Недостатком способа диагностики микроспории, который осуществляется путем установления особенностей клинических проявлений процесса, изучения макро- и микрофологии культуры является интерпретация результатов исследования.The disadvantage of the method for diagnosing microsporia, which is carried out by establishing the features of the clinical manifestations of the process, studying the macro- and microphology of the culture, is the interpretation of the results of the study.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа трихоскопии с использованием искусственных нейронных сетей для диагностики волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов.The objective of the present invention is to develop a trichoscopy method using artificial neural networks for diagnosing hair in cats damaged by dermatophyte spores.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к использованию искусственных нейронных сетей для диагностики волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов.The technical result that can be achieved with the present invention is the use of artificial neural networks for diagnosing hair in cats damaged by dermatophyte spores.

Технический результат достигается с помощью способа диагностики микроспории путем установления особенностей клинических проявлений процесса, изучения макро- и микрофологии культуры, отличающееся тем, что, материал получают путем удаления 30-50 волосков с помощью хирургического зажима. При удалении не более 30 волосков за один раз эта процедура совершенно безболезненна для мелких домашних животных; выщипанный волос помещают на предметное стекло, предварительно добавив минеральное масло; препарат накрывается покровным и микроскопируют при увеличении 4x и 40x, конденсор опущен, диафрагма прикрыта (настраивается контрастность); для проведения микроскопии используется оптический микроскоп с использованием окулярной цифровой USB-камеры и электронно-вычислительная машина с операционной системой Unix, для идентификации поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек используется обученная искусственная нейронная сеть YOLO v5.The technical result is achieved using a method for diagnosing microsporia by establishing the features of the clinical manifestations of the process, studying the macro- and microphology of the culture, characterized in that the material is obtained by removing 30-50 hairs using a surgical clamp. When removing no more than 30 hairs at a time, this procedure is completely painless for small pets; plucked hair is placed on a glass slide, after adding mineral oil; the preparation is covered with a coverslip and microscoped at a magnification of 4x and 40x, the condenser is lowered, the diaphragm is covered (contrast is adjusted); for microscopy, an optical microscope is used using an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system; a trained artificial neural network YOLO v5 is used to identify dermatophyte-damaged hair spores in cats.

Дерматофиты представляют собой основную группу патогенных для человека грибов. Они представлены 39 видами, объединенными в роды Trichophytoh, Microsporum и Epidermophiton. Возможным признаком, объединяющим эти грибы, является то, что в процессе эволюции основные патогенные представители дерматофитов покинули почву и приспособились к жизни в тканях человека и животных, содержащих кератин. Источником инфекции служит почва, зараженный человек или животное. Дерматофиты поражают волосы, ногтевые пластинки и кожу человека и в структуре кожной патологии занимают одно из первых мест (см. пат.RU 2181144, МПК C12N 1/14 (2000.01), C12Q 1/04 (2000.01) опубл. 10.04.2002).Dermatophytes are the main group of fungi pathogenic to humans. They are represented by 39 species united in the genera Trichophytoh , Microsporum and Epidermophiton . A possible feature that unites these fungi is that in the process of evolution, the main pathogenic representatives of dermatophytes left the soil and adapted to life in human and animal tissues containing keratin. The source of infection is the soil, an infected person or animal. Dermatophytes infect hair, nail plates and human skin and occupy one of the first places in the structure of skin pathology (see US Pat.

Чертежи и иные материалыDrawings and other materials

На фигуре 1 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25) по примеру №1.The figure 1 shows the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the artificial neural network YOLO v5 (lens 10x/0.25) according to example No. 1.

На фигуре 2 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25) по примеру №1.The figure 2 demonstrates the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the YOLO v5 artificial neural network (lens 10x/0.25) according to example No. 1.

На фигуре 3 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25) по примеру №2.The figure 3 shows the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the YOLO v5 artificial neural network (lens 10x/0.25) according to example No. 2.

На фигуре 4 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25) по примеру №2.The figure 4 demonstrates the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the YOLO v5 artificial neural network (lens 10x/0.25) according to example No. 2.

На фигуре 5 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25) по примеру №3.The figure 5 demonstrates the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the YOLO v5 artificial neural network (lens 10x/0.25) according to example No. 3.

На фигуре 6 продемонстрирована диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов с использование искусственной нейронной сети YOLO v5 (объектив 10х/0,25).Figure 6 demonstrates the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores using the YOLO v5 artificial neural network (10x/0.25 objective).

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Трихоскопия позволяет выявить у мелких домашних животных: фазу роста волоса - анаген, катаген, телоген; самоиндуцированное и спонтанное поражения волоса (обращают внимание на кончик волоса, при алопеции вследствие зуда наблюдается травматизация кончиков волос); позволяют дифференцировать педикулез и хейлетиеллез на стержне волоса, возможно обнаружения демодекоза в фолликуле волоса; при оценке стержня волос возможно обнаружить споры дерматофитов; позволяет предположить алопецию разбавленого окраса (аномально крупные гранулы меланина, повреждающие стержень волоса).Trichoscopy allows you to identify in small pets: the phase of hair growth - anagen, catagen, telogen; self-induced and spontaneous hair lesions (pay attention to the tip of the hair, with alopecia due to itching, trauma to the tips of the hair is observed); allow to differentiate pediculosis and cheiletiellosis on the hair shaft, it is possible to detect demodicosis in the hair follicle; when evaluating the hair shaft, it is possible to detect spores of dermatophytes; suggests dilute color alopecia (abnormally large melanin granules that damage the hair shaft).

Способ трихоскопии с использованием искуственных нейроных сетей для диагностике поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек осуществляется: материал получают путем удаления 30-50 волосков с помощью хирургического зажима. При удалении не более 30 волосков за один раз эта процедура совершенно безболезненна для мелких домашних животных; выщипанный волос помещают на предметное стекло, предварительно добавив минеральное масло; препарат накрывается покровным и микроскопируют при увеличении 4x и 40x, конденсор опущен, диафрагма прикрыта (настраивается контрастность); для проведения микроскопии используется оптический микроскоп с использованием окулярной цифровой USB-камеры и электронно-вычислительная машина с операционной системой Unix, для идентификации поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек используется обученная искусственная нейронная сеть YOLO v5 (см. фиг. 1-6), на базе архитектуры YOLO (сверхточная искусственная нейронная сеть), которая обеспечивают высокую точность и скорость детектирования объектов на изображениях (см. пат.RU 2714901, МПК G06K 9/62 (2006.01), G06Q 20/18 (2012.01) опубл. 20.02.2020).The method of trichoscopy using artificial neural networks for the diagnosis of hair damaged by dermatophyte spores in cats is carried out: the material is obtained by removing 30-50 hairs using a surgical clamp. When removing no more than 30 hairs at a time, this procedure is completely painless for small pets; plucked hair is placed on a glass slide, after adding mineral oil; the preparation is covered with a coverslip and microscoped at a magnification of 4x and 40x, the condenser is lowered, the diaphragm is covered (contrast is adjusted); an optical microscope is used for microscopy using an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system; architecture YOLO (high-precision artificial neural network), which provide high accuracy and speed of detection of objects in images (see US Pat.

На базе ветеринарного центра имени Пирогова были собраны 60 образцов волос кошек, захватывали небольшого пучка волос кончиками пальцев или зажимом с резиновыми губками и выдергивали его по ходу роста волос. Для проведения микроскопии используется оптический микроскоп с использованием окулярной цифровой USB-камеры и электронно-вычислительная машина с операционной системой Unix, для идентификации поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек используется обученная искусственная нейронная сеть YOLO v5.On the basis of the Pirogov Veterinary Center, 60 cat hair samples were collected, a small tuft of hair was captured with fingertips or a clip with rubber sponges and pulled out in the direction of hair growth. For microscopy, an optical microscope is used using an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system; a trained artificial neural network YOLO v5 is used to identify dermatophyte-damaged hair spores in cats.

Пример №1. Микроскопия волос кошек, поврежденных спорами дерматофитов осуществляется при помощи искусственной нейронной сети. Диагностика осуществлялась в три этапа. Первый этап: диагностика волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов осуществлялось при помощи обученной искусственной нейронной сети. Второй этап: микроскопия ветеринарными специалистами ветеринарного центра имени Пирогова и сотрудниками кафедры. Третий этап: анализ полученных данных от обученной искусственной нейронной сети, ветеринарных специалистов и сотрудников кафедры.Example #1. Microscopy of cat hair damaged by dermatophyte spores is carried out using an artificial neural network. Diagnostics was carried out in three stages. The first stage: the diagnosis of hair in cats damaged by dermatophyte spores was carried out using a trained artificial neural network. The second stage: microscopy by veterinary specialists of the Pirogov Veterinary Center and staff of the department. The third stage: analysis of the data received from the trained artificial neural network, veterinary specialists and staff of the department.

Образцы волос кошек (n=20) собранных от кошек переносят их на предметное стекло для микроскопии. Для проведения микроскопии используется оптический микроскоп с использованием окулярной цифровой USB-камеры и электронно-вычислительная машина с операционной системой Unix.Cat hair samples (n=20) collected from cats are transferred to a glass slide for microscopy. For microscopy, an optical microscope is used with an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system.

Установлено, что из 20 проб обученная искусственная сеть обнаружила 5 проб волос у кошек, которые были повреждены спорами дерматофитов (см. фиг. 1-2). Ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры обнаружили 5 проб волос у кошек, поврежденные спорами дерматофитов. В оставшихся 15 пробах обученная нейронная сеть, ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры не обнаружили волос кошек, которые были повреждены спорами дерматофитов.It was found that out of 20 samples, the trained artificial network found 5 samples of hair from cats that were damaged by dermatophyte spores (see Fig. 1-2). Veterinary specialists and staff of the department found 5 samples of cat hair damaged by dermatophyte spores. In the remaining 15 samples, the trained neural network, veterinary specialists and staff of the department did not find cat hair that was damaged by dermatophyte spores.

Пример №2. Проводили аналогично примеру №1. Установлено, что из 20 проб обученная искусственная сеть обнаружила 7 проб волос у кошек поврежденные спорами дерматофитов (см. фиг. 3-4). Ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры обнаружили 7 проб волос у кошек, поврежденные спорами дерматофитов. В оставшихся 13 проб обученная нейронная сеть, ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры не обнаружили волос у кошек, которые были повреждены спорами дерматофитов.Example #2. Carried out similarly to example No. 1. It was found that out of 20 samples, the trained artificial network found 7 samples of cat hair damaged by dermatophyte spores (see Fig. 3-4). Veterinary specialists and staff of the department found 7 samples of cat hair damaged by dermatophyte spores. In the remaining 13 samples, the trained neural network, veterinary specialists and staff of the department did not find hair in cats that were damaged by dermatophyte spores.

Пример №3. Проводили аналогично примеру №1. Установлено, что из 20 проб обученная искусственная сеть обнаружила 12 проб волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов (см. фиг. 5-6). Ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры обнаружили 12 проб волос у кошек, поврежденных спорами дерматофитов. В оставшихся 8 пробах обученная нейронная сеть, ветеринарные специалисты и сотрудники кафедры не обнаружили волос у кошек, которые повреждены спорами дерматофитов.Example #3. Carried out similarly to example No. 1. It was found that out of 20 samples, the trained artificial network detected 12 hair samples from cats damaged by dermatophyte spores (see Fig. 5-6). Veterinary specialists and staff of the department found 12 samples of hair from cats damaged by dermatophyte spores. In the remaining 8 samples, the trained neural network, veterinary specialists and staff of the department did not find hair in cats that were damaged by dermatophyte spores.

В ходе проведения исследований предлагаемого способа трихоскопии с использованием искусственных нейронных сетей для диагностики поврежденных спорами дерматитов волос у кошек доказано, что обученная искусственная нейронная сеть из 60 исследуемых проб диагностировала повреждения спорами дерматофитов в 20 пробах. Полученный результат является аналогичным результатам исследования проб ветеринарными специалистами и сотрудниками кафедры терапии и фармакологии Ставропольского государственного аграрного университета.In the course of research of the proposed method of trichoscopy using artificial neural networks for diagnosing spore-damaged hair dermatitis in cats, it was proved that a trained artificial neural network of 60 test samples diagnosed dermatophyte spore damage in 20 samples. The result obtained is similar to the results of the study of samples by veterinary specialists and employees of the Department of Therapy and Pharmacology of the Stavropol State Agrarian University.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества: сокращение времени для проведения трихоскопии, упрощение интерпретации результатов трихоскопии, автоматизация метода трихоскопии.The proposed invention compared with the prototype and other known technical solutions has the following advantages: reducing the time for trichoscopy, simplifying the interpretation of trichoscopy results, automation of the trichoscopy method.

Claims (1)

Способ трихоскопии для определения поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек, включающий: получение материала путем удаления 30-50 волосков с помощью хирургического зажима; полученный волос помещают на предметное стекло, предварительно добавив минеральное масло; препарат накрывают покровным и микроскопируют при увеличении 4x и 40x, конденсор опущен, диафрагма прикрыта; при этом для проведения микроскопии используют оптический микроскоп с окулярной цифровой USB-камерой и электронно-вычислительной машиной с операционной системой Unix, для идентификации поврежденных спорами дерматофитов волос у кошек используют обученную искусственную нейронную сеть YOLO v5 и микроскопии с последующим анализом полученных данных.A trichoscopy method for determining hair damaged by dermatophyte spores in cats, comprising: obtaining material by removing 30-50 hairs using a surgical clamp; the resulting hair is placed on a glass slide, after adding mineral oil; the preparation is covered with a coverslip and microscoped at a magnification of 4x and 40x, the condenser is lowered, the diaphragm is covered; at the same time, an optical microscope with an ocular digital USB camera and an electronic computer with the Unix operating system is used for microscopy, a trained artificial neural network YOLO v5 and microscopy are used to identify dermatophyte-damaged hair spores in cats, and microscopy is used, followed by analysis of the data obtained.
RU2022124331A 2022-09-14 Method of trichoscopy using artificial neural networks for the diagnosis of hair damaged by dermatophyte spores in cats RU2796767C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796767C1 true RU2796767C1 (en) 2023-05-29

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576457B1 (en) * 2000-12-15 2003-06-10 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Fungal media and methods for continuous propagation of vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi in root organ culture
RU2275631C1 (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Институт биологии Уфимского научного центра Российской Академии Наук (ИБ УНЦ РАН) Method for diagnosis of dermatomycosis and nutrient medium for dermatophytes
JP2008067605A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Ryoji Tsuboi Method for diagnosing onychomycosis
RU2458991C1 (en) * 2011-01-13 2012-08-20 Федеральное государственное учреждение "Уральский научно-исследовательский институт дерматовенерологии и иммунопатологии" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГУ "УрНИИДВиИ" Минздравсоцразвития России) Diagnostic technique for microsporia
RU2558927C1 (en) * 2014-06-17 2015-08-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for specific detection of microsporum canis in clinical material in various clinical forms of disease
RU2714901C1 (en) * 2019-12-11 2020-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЛИВЕРИ КЛАБ ДЕЙЛИ" Method and system for pattern recognition from a video stream

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576457B1 (en) * 2000-12-15 2003-06-10 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Fungal media and methods for continuous propagation of vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi in root organ culture
RU2275631C1 (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Институт биологии Уфимского научного центра Российской Академии Наук (ИБ УНЦ РАН) Method for diagnosis of dermatomycosis and nutrient medium for dermatophytes
JP2008067605A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Ryoji Tsuboi Method for diagnosing onychomycosis
RU2458991C1 (en) * 2011-01-13 2012-08-20 Федеральное государственное учреждение "Уральский научно-исследовательский институт дерматовенерологии и иммунопатологии" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГУ "УрНИИДВиИ" Минздравсоцразвития России) Diagnostic technique for microsporia
RU2558927C1 (en) * 2014-06-17 2015-08-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for specific detection of microsporum canis in clinical material in various clinical forms of disease
RU2714901C1 (en) * 2019-12-11 2020-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЛИВЕРИ КЛАБ ДЕЙЛИ" Method and system for pattern recognition from a video stream

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зенина М.Н., Клыкова Е.И. Использование аппаратно-программных комплексов в лабораторной диагностике микозов. Успехи медицинской микологии. Т. 8. М. Национальная Академия Микологии. 2006, 306 с. (см. с. 73-76). Muhammad Waseem Tahir et al. A Fungus Spores Dataset and a Convolutional Neural Network Based Approach for Fungus Detection. IEEE Trans Nanobioscience. 2018, Jul; 17(3): 281-290, реф.. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Robert et al. Conventional methods for the diagnosis of dermatophytosis
Boyle et al. Rapid quantitative detection of chytridiomycosis (Batrachochytrium dendrobatidis) in amphibian samples using real-time Taqman PCR assay
Feuilhade de Chauvin New diagnostic techniques
Diongue et al. MALDI-TOF MS identification of Malassezia species isolated from patients with pityriasis versicolor at the Seafarers’ Medical Service in Dakar, Senegal
RU2422535C1 (en) METHOD FOR Yersinia pestis Yersinia pseudotuberculosis STRAIN IDENTIFICATION
RU2796767C1 (en) Method of trichoscopy using artificial neural networks for the diagnosis of hair damaged by dermatophyte spores in cats
SIĞIRCI et al. Dermatophytes isolated from dogs and cats suspected dermatophytoses in Istanbul, Turkey within a 15-year-period: An updated report
White et al. Malassezia species isolated from the intermammary and preputial fossa areas of horses
CN106148566A (en) A kind of Andrias davidianus Blanchard irido virus CPA detection primer and application
Çelebi et al. A comparative study of detecting Chlamydophila psittaci in pet birds using isolation in embryonated egg and polymerase chain reaction
Ledbetter et al. Detection of free-living amoebae in domestic cats with and without naturally-acquired keratitis
Khalid Laboratory diagnosis of the causative dermatophytes of Tinea capitis
Arzanlou et al. Occurrence of Chaetomidium arxii on sunn pest in Iran
Zida et al. Mastomys natalensis, Cricetomys gambianus and Taterillus sp. were found PCR positive for Leishmania major in Burkina Faso, West Africa
RU2799846C1 (en) Leptospira interrogans test strain of icterohaemorrhagiae serogroup for detection of antibodies to l. icterohaemorrhagiae
Altinbas et al. Causative agents distribution of isolated from dermatomycoses in Eskisehir city hospital
El-Yazeed et al. Application of molecular techniques for rapid diagnosis of dermatophytes infection in horses
Cafarchia et al. New insights into the Diagnosis and the Pathogenicity of Malassezia Yeasts
Luggya Molecular identification of fungal species associted with Mycetoma in Uganda.
Alhamdani et al. Diagnostic, Survey Study Of Fungi Isolated From Tinea Capitis In Baghdad City
RU2707539C2 (en) Test strain leptospira interrogans serogroup canicola serovar canicola for detection of antibodies to l. canicola
Jamin et al. Mechanisms of dermatophyte invasion on New Zealand rabbit skin models
Nguyễn et al. Prevalence of dermatophytosis and Malassezia infection in dogs and cats in Thonglor Bangkok Pet Hospital in Ho Chi Minh City, Vietnam
GUSCHIN et al. First experience of Real-Time PCR method application for dermatophytosis diagnosis and its comparison with KOH-microscopy and mycological culture
Das et al. Laboratory investigations of nail diseases