Dokument: Struktur und Anwendung eines Programms (NucleoScope) zur effizienten Volumenbestimmung in morphologischen Schnittpräparaten

Titel:	Struktur und Anwendung eines Programms (NucleoScope) zur effizienten Volumenbestimmung in morphologischen Schnittpräparaten
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3449
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20060706-001449-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Mpotsaris, Anastasios [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,41 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Rehkämper, Gerd [Gutachter] Prof. Novotny, G. E. K. PhD. [Gutachter]
Stichwörter:	Morphometrie, Automatisierung, Histologie, Digitale Schreibgeräte, Volumen, Volumenrekonstruktion, Schnittpräparat, Mikroskop, NucleoscopeMorphometry, Automation, Histology, Digital Pen and Paper, NucleoScope
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Morphometrie ist die quantitative Erfassung und vergleichende Analyse biologischer Formen zur Auffindung struktureller Unterschiede zwischen Untersuchungsobjekten. Dabei ist bei praktischer Anwendung etablierter Methoden der personelle und materielle Aufwand durch die manuelle Identifizierung und Umfahrung der Strukturgrenzen sowie die nachfolgende Digitalisierung per Zeichentablett häufig ein begrenzender Faktor für umfangreichere Untersuchungen an großen Populationen. Zielsetzung dieser Arbeit war die Entwicklung eines Computer-Programms, das diese Probleme überwindet und in einer vergleichenden Testung am Beispiel des Nucleus rotundus bei Hühnervögeln seine Reliabilität beweist. Dazu wurde bei 30 Hühnervögeln (3 Rassen à 10 Tiere, Geschlechterverhältnis 1:1) der Nucleus rotundus über ein Lichtmikroskop mit Zwischentubus für Bildeinspiegelung umfahren. Hierzu wurde der Logitech IO-Pen verwendet. Dieser ist ein Hybrid-Stift, bestehend aus einer klassischen, dokumentenechten Tintenmine und einer digitalen Optik, der die unverfälschte, zeitgleiche digitale Speicherung mit ihm erstellter handschriftlicher Dokumente und ihre anschließende Übertragung auf den PC ermöglicht. In Kombination mit einem Spezialpapier wird die Position seiner Mine immer eindeutig und unabhängig vom Winkel und der Ausrichtung der Optik registriert. Die neu entwickelte Software NucleoScope steuert den Prozess der Datenanalyse der vom IO-Pen generierten Bilder, rekonstruiert aus den Ergebnissen der Einzelflächen die zugehörigen Volumina und überträgt diese in ihre interne Datenbank. Alle Datensätze können zur statistischen Weiterverarbeitung in allen gängigen Dateiformaten exportiert werden. Abschließend wurde ein quantitativer Vergleich der Ergebnisse der neuen, automatisierten und digitalen mit der etablierten Vorgehensweise durch die statistische Methode nach Bland und Altman (1986) durchgeführt. Dabei zeigten sich über die Gesamtheit aller umfahrenen Einzelschichten keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Methoden. Es lagen 95% der mit IO-Pen und NucleoScope ermittelten Volumina unterhalb einer Abweichung von 1% bezogen auf den Referenzwert. Der methodisch notwendige Zeitaufwand wurde insgesamt um mehr als 60% reduziert. Es konnte gezeigt werden, dass der neue Algorithmus mittels IO-Pen und NucleoScope bezogen auf die Referenzmethode gleichwertige Ergebnisse liefert und diese zu ersetzen vermag. Der bedeutendste Vorteil jedoch ist die mögliche Vollautomatisierung des Analyseprozesses, so dass die hier vorgestellte Alternative gegenwärtig die schnellste und preiswerteste Methode zur Erfassung von Volumina beliebiger anatomischer Strukturen ist. Objectives: To develop a fast and accurate digital technique for the extraction of quantitative volumetric data from histological sections and to validate the results obtained by this new method. Methods: An entirely new algorithm was proposed based on a Digital Pen and Paper (DP&P) setup in conjunction with a newly programmed software called “NucleoScope”. The software allowed for a totally automated and user-independent work-flow once the identification and delineation process of the structure of interest was finished by the examiner. Different morphological operators for image analysis were tested, optimized and incorporated into the software. In a second step, a statistical analysis based on the method proposed by Bland and Altman for assessing agreement between two methods was carried out. The object of interest for the comparison was the Nucleus rotundus of 30 animals (Gallus gallus). For this comparison, the delineations were also digitized on a digitizer-tablet, which is still considered the reference method. Results: Measurements taken with the new algorithm may be 3.667 % above or 3.533 % below the digitizer tablet. There was no relevant systematic difference between the measurements. Conclusions: The agreement between methods was absolutely acceptable for morphometrical purposes. Optimizations in “NucleoScope” and the utilization of a DP&P setup for delineating structures of interest generated a user-independent work-flow which allowed for a reduction of the methodical time-effort by more than 50%.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	06.07.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	27.06.2006
Datum der Promotion:	27.06.2006