(Medical Xpress) – Эксперты в области вычислительной техники и медицинские исследователи из Университета Лидса разработали быстрый и простой в использовании способ изучения образцов тканей в 3D с помощью виртуального компьютера. предметные стекла для микроскопа.
Новая система цифрового сканирования создает разноцветные изображения с высоким разрешением, которые можно поворачивать и исследовать под любым углом.
Новый подход позволяет получить больше информации о процессах болезни – информацию, которая может быть использована в будущем для разработки новых методов лечения или объяснения, почему традиционные методы лечения не работают. Такие трехмерные изображения образцов тканей могут в конечном итоге сыграть роль в клинической практике, поскольку технология медицинской визуализации обеспечивает изображения тканей с еще более высоким разрешением.
Цифровая трехмерная реконструкция ткани широко используется в биологических и медицинских исследованиях. Просмотр ткани в 3D позволяет исследователям изучать ее форму способами, которые были бы невозможны с помощью обычных методов. Например, биолог может захотеть изучить структуру развивающихся органов, онколог может изучить разветвление кровеносных сосудов, снабжающих опухоль, или специалисту по печени может потребоваться понять, как этот жизненно важный орган реагирует на повреждения, вызванные гепатитом С. Все это требует понимания формы ткани в трех измерениях.
В настоящее время патологоанатомы и медицинские исследователи разрезают образцы тканей на ультратонкие срезы и исследуют их вручную, один за другим, на микроскопе. Это довольно трудоемкий процесс – один слайд может содержать несколько сотен тысяч ячеек – и количество исследуемых слайсов будет ограничено доступным временем. Чтобы провести настоящий 3D-анализ, пользователям нужно будет просмотреть сотни различных 2D-сечений, что было бы непомерно дорого вручную.
Напротив, система, разработанная в Университете Лидса, почти не требует дополнительного ручного ввода после того, как ткань была разрезана и помещена на стеклянные предметные стекла. Автоматическая система превращает партии слайдов в цифровые изображения с высоким разрешением, которые затем выравниваются с помощью программного обеспечения для регистрации изображений. Затем пользователи могут изучать эти виртуальные блоки ткани в 3D и увеличивать отдельные интересующие области.
Исследователи протестировали систему на восьми различных типах тканей, используя более 13000 виртуальных слайдов для создания около 400 отдельных трехмерных объемов. Система и отдельные тематические исследования, включая примеры заболеваний печени, рака и эмбриологии, описаны в майском выпуске Американского журнала патологии.
"До сих пор использование технологии трехмерной визуализации для изучения заболеваний было ограничено из-за низкого разрешения, а также времени и трудностей, связанных с получением большого количества изображений с помощью микроскопа," сказал ведущий исследователь доктор. Даррен Тринор, патолог из Университета Лидса и учебной больницы Лидса, NHS Trust. "Наша виртуальная система означает, что пользователи могут смотреть на форму и структуру клеток, а также на «микроархитектуру» кровеносных сосудов и опухолей на больших образцах тканей. Все это можно сделать без участия специалистов по вычислительной технике."
"Наличие 3D-вида часто может иметь большое значение," сказал доктор Дерек Маги из вычислительной школы Университета Лидса, который разработал программное обеспечение, лежащее в основе системы. "Например, если вы хотите понять, как соединяется система кровеносных сосудов, снабжающих опухоль, вам действительно нужно увидеть это в 3D, а не в виде серии отдельных 2D-сечений."
Работа финансировалась Инициативой по информатике Национального исследовательского института рака, Трастом исследований и разработок учебной больницы Лидса, Национальным институтом медицинских исследований, Комплексной местной исследовательской сетью Западного Йоркшира и Министерством здравоохранения Великобритании.