Melanīna un hemoglobīna noteikšana pigmentētos ādas ...

Melanīna un hemoglobīna noteikšana pigmentētos ādasveidojumos ar hiperspektrālās attēlošanas metodiIlze DiebeleMaģistra darba aizstāvēšana 2010.06.01.

Problēma Pieaug ādas saslimšanas skaits, trūkstkvantitatīvs patoloģiju novērtējums. Jauna diagnostikas iespēja – hiperspektrālāsattēlošanas metode (Latvijā vēl nav klīniskupielietojumu)

Mērķis un uzdevumiMērķis:Noskaidrot, vai hiperspektrālā attēlošanas metode ir pielietojama melanīna un hemoglobīnanovērtēšanai ādas patoloģiju diagnostikāUzdevumi:Apgūt hiperspektrālās attēlošanas metodiku, izmantojot kameru Nuance EX: uzņemt patoloģijuattēlus, ielasīt tos Matlab programmā un apstrādāt tos ar regresiju analīzes algoritmu;Veikt literatūras pārskatu, uzsvaru liekot uz G. Zonios izstrādātajām metodēm un rezultātiemsaistībā ar difūzo atstarošanos no bioloģiskiem audiem;Uzņemt ādas hiperspektrālos attēlus pacientiem ar dažādām labdabīgām un ļaundabīgāmpatoloģijām;No attēliem izveidot melanīna un hemoglobīna sadalījumu kartes un noteikt relatīvāshromoforu izmaiņas patoloģiju zonās;Veikt datu analīzi un sniegt rekomendācijas par metodes pielietojamību ādas diagnostikā.

Izmeklētās patoloģijas1. Nēvuss(11)- labdabīgs, pigmentēts veidojums,lokalizēts epidermā, bet iedzimtie nēvusi var būtlokalizēti no epidermas līdz pat zemādastaukiem;2. Pigmenta plankums(5)- labdabīgs, virspusējs,epidermā lokalizēts melanocītu veidojums;3. Lentigo(4)- labdabīgs, mazs, ierobežotspigmentēts plankums. Lokalizēts epidermā,bazālajā slānī;2.3.1.4. Lentigo solaris(3)- labdabīgs, pigmentētsveidojums, parādās saules skartās ķermeņavietās, lokalizēts epidermā;4.5. Lentigo maligna(1)- ļaundabīgs audzējs,melanomas sākuma stadija (virspusējamelanoma). Sākotnēji lokalizēts epidermas5.

Pētījuma iekārta

MetodikaKatrā pikselī tiek iegūts ādas refleksijas spektrsSpektrs tiek salīdzināts ar references spektruRezultātā tiek iegūts optiskā blīvuma spektrs katrā pikselī, kastiek salīdzināts ar modeli 3 hromoforām

3 hromoforu modelis

Nēvuss

Pigmenta plankums

Lentigo solaris

Lentigo maligna

Oksihemoglobīna un deoksihemoglobīnarelatīvā koncentrācija pigmentētā ādā

Melanīna un pilnā asins daudzumarelatīvā koncentrācija pigmentētā ādā

Korelāciju grafiki

SecinājumiApgūta hiperspektrālās attēlošanas metodika: kameras Nuance EX vadība, datuapstrādāšana Matlab, parametru a HbO2 , a Hb , a mel karšu iegūšana, vidējo hromoforukoncentrāciju raksturojošo parametru aprēķināšana interesējošos reģionos, relatīvohromoforu koncentrāciju aprēķināšana;Veikta literatūras izpēte par darba tematiku; Iegūti un izanalizēti hiperspektrālie attēli kopumā 24 ādas patoloģijām, tajā skaitā, 11nēvusi, 5 pigmenta plankumi, 4 lentigo, 3 lentigo solaris un 1 ļaundabīgs veidojums- lentigomaligna;No uzņemtajiem attēliem tika izveidotas hromoforu koncentrāciju raksturojošo parametrusadalījumu kartes, aprēķinātas vidējās vērtības interesējošos apgabalos un iegūtas relatīvāshromoforu koncentrāciju izmaiņas patoloģiju zonās attiecībā pret normālu ādu.Secināts, ka ādas patoloģiju diagnostikai potenciāli noderīgākās varētu būt melanīna unoksihemoglobīna koncentrāciju sadalījuma kartes, kā arī hromoforu relatīvo vērtībukorelācijas.

Nākotnes ieceresTurpinājumā paredzēts sadarboties ar Latvijas Onkoloģijas centru, kur tiksveikti klīniskie mērījumi. Paredzēts uzkrāt 30 ļaundabīgo veidojumu un 70labdabīgu patoloģiju datus.Pētījumam jau ir sagatavoti nepieciešamie dokumenti: pētījuma protokols irapstiprināts Latvijas Universitātes Eksperimentālās un klīniskās medicīnasinstitūta Zinātniskās izpētes Ētikas komisijā, kā arī šo pētījumu ir akceptējusiRīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas valde.

PublicitāteStenda referāts “Melanīna un hemoglobīna noteikšana pigmentētos ādasveidojumos ar hiperspektrālās attēlošanas metodi,” I. Diebele, A. Kempele, J.Spigulis, Development in Optics and Comanications 2010 konferencē 2010. g.23. - 25. aprīlī;Stenda referāts “Multispectral Imaging of Pigmented and VascularCutaneous Malformations: The Influence of Laser Treatment,” ” I. Kuzmina, I.Diebele, L. Asare, A. Kempele, A. Abelite, D. Jakovels, J. Spigulis LaserApplication in Life Sciences konferencē Oulu, Somija, 2010.g. 9. - 11. jūnijā.Raksts “Multispectral Imaging of Pigmented and Vascular CutaneousMalformations: The Influence of Laser Treatment,” I. Kuzmina, I. Diebele, L.Asare, A. Kempele, A. Abelite, D. Jakovels, J. Spigulis Proc. SPIE

Paldies par uzmanību!Darbs izstrādāts ar Eiropas Sociālā fonda projekta“Biofotonikas pētījumu grupa”(2009/0211/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/077)atbalstu.

Gaismas iespiešanās dziļumsλ=450700 nml=0.60.2 mm

Optiskā blīvuma formula ādai:Apzīmē:

UV starojumsUVA -> 400 – 315 nmUVB -> 315 – 280 nmUVC -> 280 – 100 nm

Hromametrā izmantotāCIE LAB krāsu telpaCommission Internationale d'Eclairage (CIE)3 CIE LAB koordinātes: L*a*b* raksturo krāsas gaišumu;Melnai krāsai L*= 0, difūzai baltai krāsai L*=100;Zaļai krāsai a*0;Zilai krāsai b*0;