ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА (ІС) ДЛЯ ОТРИМАННЯ ТА ОБРОБЛЕННЯ МІКРОСКОПІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ЦИРКУЛЮЮЧИХ ПУХЛИННИХ КЛІТИН (ЦПК)
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2017.v0.i4.8326Ключові слова:
циркулюючі пухлинні клітини, виявлення пухлинних клітин, комп’ютерний аналіз.Анотація
У статті наведено структуру та реалізацію інформаційної системи для отримання та оброблення мікроскопічних зображень ЦПК. Визначено, що ідентифікація ЦПК є складною задачею, яка практично недоступна клінічним лікарям за причини відсутності відповідних медичних протоколів і технологічних стандартів виявлення ЦПК. Наведено методи виділення ЦПК, а семе: технології поділу за морфологічними ознаками, метод поділу за градієнтом щільності, з використанням центрифугування і подальшого виділення технологією OncoQuick ЦПК, імуномагнітні методи, в яких пухлинні клітини взаємодіють з антитілами проти маркерів ЦПК з кон'югованими магнітними частинками, після чого ракові клітини можна отримати за допомогою магнітного поля, та їх недоліки. Розроблено інформаційну систему для отримання та аналізу мікроскопічних зображень ЦПК, яка складається з 4-х підсистем: фільтрації венозної крові; отримання і попередньої обробки зображень ЦПК; формування зображень ЦПК та «інтелектуальної» обробки зображень ЦПК, яка разом з підсистемою фільтрації венозної крові пацієнта представляє собою базовий структурний елемент інформаційної технології для визначення циркулюючих пухлинних клітин в крові людини. Особливістю розробленої системи є введення до її структури підсистеми «інтелектуальної» обробки зображень ЦПК, яка виконує функції підсистеми підтримання прийняття рішень і забезпечує практично 100% відповідність поставленого діагнозу реальній ситуації, виключивши неоднозначність в його інтерпретації. Знайдено вирішення проблеми, а саме застосування запропонованої авторами інформаційної системи для отримання та оброблення мікроскопічних зображень ЦПК для ранньої діагностики онкологічних захворювань.
Посилання
Opredelenie soderzhaniya TsPK v perifericheskoy krovi u bolnykh s pervichno–generalizovannym rakom molochnoy zhelezy na etapakh lecheniya [Determination of the content of CPC in peripheral blood in patients with primary generalized breast cancer at the stages of treatment]. [Elektronnyi resurs] – Retrieved from: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22788 [in Russian].
Krivacic, R., Ladanyi, A., Curing, D., Hsieh, H., Kuhn, P., Bergsrud, D. et al. (2004). A rare-cell detector for cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101 (29), 10501-10504.
Ntouroupi, T., Ashraf, S., McGregor, S., Turney, B., Seppo, A., Kim, Y. et al. (2008). Detection of circulating tumor cells in peripheral blood with an automated scanning fluorescence microscope. British Journal of Cancer, 99 (5), 789-795.
Camara, O., Jorke, C., Hammer, U., Egbe, A., Rabenstein, C., Runnebaum, I. et al. (2009). Monitoring circulating epithelial tumor cells (CETC) to gauge therapy: in patients with disease progression after trastuzumab persisting CETC can be eliminated by combined lapatinib treatment. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology, 135 (4), 643-647.
Andreopovlou, E., Yang, L.-Y., Rangel, K., Reuben, J., Hsu, L., Krishnamurthy, S. et al. (2012). Comparison of assay methods for detection of circulating tumor cells in metastatic breast cancer: Adna Gen Adna Test Breast Cancer Select/Detect™ versus Yeridex CellSearch™ system. Int. Journal of Cancer, 130 (7), 1590-1597.
Kagan, M., Howard, D., Bendele, T., Mayes, J., Silvia, J., Repollet, M. et al. (2002). A sample preparation and analysis system for identification of circulating tumor cells. Journal of Clinical Ligand Assay, 25 (1), 104-110.
Bauer, K., de la Tom-Bueno, J., Diel, I., Hawes, D., Decker, W., Priddy, C. et al. (2000). Reliable and sensitive analysis of occult bone marrow metastases using automated cellular imaging. Clinical Cancer Research: An Official Journal of the American Association for Cancer Research, 6 (9), 3552-3559.
Kraeft, S., Sutherland, R., Gravelin, L., Hu, G., Ferland, L., Richardson, P. et al. (2000). Detection and analysis of cancer cells in blood and bone marrow using a rare event imaging system. Clinical Cancer Research: An Official Journal of the American Association for Cancer Research, 6 (2), 434-442.
Negin, B., Cohen, S. (2010). Circulating tumor cells in colorectal cancer: past, present, and future challenges. Current Treatment Options in Oncology, 11 (1-2), 1-13.
Van der Auwera, I., Peeters, D., Benoy, I., Elst, H., Van Laere, S., Prove, A. et al. (2010). Circulating tumour cell detection: a direct comparison between the CellSearch System, the AdnaTest and CK-19/mammaglobin RT-PCR in patients with metastatic breast cancer. British Journal of Cancer, 102 (2), 276-284.
Deng, G., Herrler, M., Burgess, D., Manna, E., Krag, D., Burke, J. (2008). Enrichment with anti-cytokeratin alone or combined with anti-EpCAM antibodies significantly increases the sensitivity for circulating tumor cell detection in metastatic breast cancer patients. Breast Cancer Res., 10 (4), 69.
Tan, S., Yobas, L., Lee, G., Ong, C., Lim, C. (2009). Microdevice for the isolation and enumeration of cancer cells from blood. Biomedical Microdevices, 11 (4), 883-892.
Nagrath, S., Sequist, L., Maheswaran, S., Bell, D., Irimia, D., Ulkus, L. et al. (2007). Isolation of rare circulating tumour cells in cancer patients by microchip technology. Nature, 450 (7173), 1235-1239.
Vona, G., Sabile, A., Louha, M., Sitruk, V., Romana, S., Schutze, K. et al. (2000). Isolation by size of epithelial tumor cells: A new method for the immunomorphological and molecular characterization of circulatingtumor cells. The American Journal of Pathology, 156 (1), 57-63.
Gertler, R., Rosenberg, R., Fuehrer, K., Dahm, M., Nekarda, H., Siewert, J. (2003). Detection of circulating tumor cells in blood using an optimized density gradient centrifugation. Recent Results in Cancer Research. Fortschntte der Krebsforschung. Progres clans les recherches sur le cancer, 162, 149-155.
Burdeniuk, I.I. (2010). Informatsiina tekhnolohiia dlia pidtrymky pryiniattia rishen pry analizi biomedychnykh danykh [Information technology to support decision-making in the analysis of biomedical data]. Extended abstract of Candidate’s thesis: Vinnitsia [in Ukrainian].
Kozhemiako, V.P., Hanish, N.P., Burdeniuk, I.I. (2007). Optyko-elektronni metody kontroliu biotehnichnykh zobrazhen [Optoelectronic methods for the control of biotechnical images]. Optiko-elektronni informatsiini enerhetychni tekhnolohii – Optoelectronic Information Energy Technologies, 2 (14), 198-208 [in Ukrainian].
Burdeniuk, I.I., Kozhemiako, V.P., & Pavlov, S.V. (2007). Optyko-elektronni informatsiini tekhnolohii kontroliu reolohichnykh vlastyvostei krovi [Optoelectronic information technology control of reologic authorities in the blood]. Informatsiini tekhnolohii kompiuternoi inzhenerii – Information Technology of Computer Engineering, 1, 75-80 [in Ukrainian].
Kozhemiako, V.P., Pavlov, S.V., & Stanchuk, K.I. (2006). Optyko-elektronni metody i zasoby dlia obrobky ta analizu biomedychnykh zobrazhen [Optoelectronic methods and gaps for the analysis of the analysis of biomedical images]. Vinnytsia: UNIVERSUM [in Ukrainian].
Pavlov, S.V. (1995). Razrabotka i issledovaniya optoelektronnoy informatsionno-identifitsiruyushchey sistemy issledovaniya biomeditsinskoy informatsii [Development and research of optoelectronic information-identifying system of research of biomedical information]. Extended abstract of Candidate`s thesis. Vinnytsia [in Russian].
Goncharova, A.B., Sergeeva, E.I. Sistema podderzhki prinyatiya resheniy v meditsine dlya diagnostiki zabolevaniy [System of support of decision-making in medicine for diagnostics of diseases]. Retrieved from: https://sibac.info/journal/innovation/62/68210 [in Russian].
Kroshilin, A.V., Kroshilina, S.V., & Pilkin, A.N. (2010). Proektirovanie sistem podderzhki prinyatiya resheniy v meditsine dlya diagnostiki zabolevaniy [Designing of decision support systems in medicine for the diagnosis of diseases]. Intellektualnye sistemy – Intelligent Systems, 4 (26), 82-94 [in Russian].
