Dokument: Verbesserung der Messpräzision der diagnostischen DNA-Bildzytometrie

Titel:	Verbesserung der Messpräzision der diagnostischen DNA-Bildzytometrie
Weiterer Titel:	Improvement of the measurement precision of diagnostic DNA image cytometry
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=48687
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190314-110736-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Berger-Fröhlig, Birte [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,01 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 26.02.2019 / geändert 26.02.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Böcking, Alfred [Gutachter] Prof. Dr. Germing, Ulrich [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Messpräzision der DNA-Bildzytometrie determiniert die diagnostische Treffsicherheit des jeweiligen Verfahrens. Ziel der vorliegenden Arbeit war der Vergleich zweier PC-gestützter Bildanalysesysteme, der AutoCyte-Quick-DNA-Workstation und der MotiCyte-DNA-Workstation. Hierzu wurde von zwei gesunden Ratten der DNA-Gehalt der Hepatozyten (2c-, 4c- und 8c-Zellkerne) und der Lymphozyten als Referenzzellen gemessen und mit den von der European Society for Analytical Cellular Pathology (ESACP) festgelegten Standards zur Qualität der Messpräzision und untereinander verglichen. Anhand der von der ESACP festgelegten Standards wurden Präparation der Rattenleber-Abtupfpräparate, automatische Feulgenfärbungen und interaktive Zellkern-DNA-Messungen analysiert. Zusätzlich wurden an der MotiCyte-DNA-Workstation die Sichtfeldabhängigkeit und die Fokusabhängigkeit der gemessenen DNA-Gehalte überprüft. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die geforderten Grenzwerte (<5%) der ESACP für die Variationskoeffizienten (CV) der integrierten optischen Dichte (IOD) von jedem 2c-, 4c- und 8c-Peak und der Referenzzellen in jedem 4x4 Imprint, d.h. bezogen auf eine Messreihe bei beiden Systemen durchgehend eingehalten wurden (3. Messparameter). Dagegen konnten die ESACP-Standards für die CV-Werte jeder Zellfraktion (<5%) (2. Messparameter), die Korrelationskoeffizienten der Zellkernfläche gegenüber der IOD für jeden Zellkernpeak (2c, 4c, 8c) (<0,4) (4. Messparameter), die CV-Werte der IOD-Mittelwerte für denselben Zelltyp (2c-, 4c- und 8c-Hepatozyten) innerhalb eines 4x4-Imprints (<3%) (5. Messparameter), die CV-Werte der Verhältnisse der Mittelwerte der Peaks von Referenzzellen zu Analysezellen (2c-Zellkerne) von jedem 4x4-Imprint (<2%) (6. Messparameter) und die CV-Werte der Verhältnisse der Mittelwerte der Peaks von tetraploiden zu diploiden Zellkernen von jedem 4x4-Imprint (<1%) (7. Messparameter) von beiden Systemen nicht durchgehend eingehalten werden. Im direkten Vergleich der MotiCyte-DNA-Workstation zur AutoCyte-Quick-DNA-Workstation zeigte erstere durchgehend deutlich bessere Ergebnisse. Dies ist durch die softwareseitig implementierte Korrektur von Messfehlern in der MotiCyte-DNA-Workstation zu erklären und belegt die größere Präzision der DNA-Bildzytometrie durch die Einführung neuer Algorithmen zur bildanalytischen Korrektur des Streulicht- und Beugungsfehlers. Zudem lassen sich die von den ESACP-Standards abweichenden Werte des zweiten und vierten Messparameters der MotiCyte-DNA-Workstation in unseren Daten durch eine defekte Färbeküvette erklären; es ist anzunehmen, dass bei optimaler Färbung der Präparate die geforderten Mindeststandards der ESACP mit der MotiCyte-DNA-Workstation einzuhalten sind. Die festgelegten Standards für die Parameter fünf bis sieben sollten weiter überprüft werden, da auch in der Literatur Widersprüche zu finden sind. Unsere Daten bestätigen eine Abhängigkeit des gemessenen DNA-Gehaltes von der Fokussierung. Eine aktuell auf dem Markt erhältliche Weiterentwicklung der MotiCyte-DNA-Workstation, das Motic EasyScan, erkennt und eliminiert vollautomatisiert defokussierte Zellkerne. Auch eine Sichtfeldabhängigkeit des gemessenen DNA-Gehaltes des Zellkerns konnte nachgewiesen werden. Es zeigten sich deutliche Abweichungen der mittleren IOD zur Peripherie des Sichtfeldes hin. Werden die mittleren IOD-Werte um die Abweichung der peripheren Rasterspalten einer Rasterreihe zum Zentrum der Rasterreihe korrigiert, zeigt sich ein deutlich geringeres Rauschen. Ob sich ein solcher Faktor bewährt, sollte an größeren Stichproben mit engmaschigeren Rastern überprüft werden. The measuring precision of DNA image cytometry determines the diagnostic accuracy of the respective method. The aim of the present work was to compare two computer aided image analysis systems, the AutoCyte-Quick-DNA-Workstation and the MotiCyte-DNA-Workstation. For this purpose, the DNA content of hepatocytes (2c, 4c and 8c nuclei) and lymphocytes as reference cells of two healthy rats were measured and compared with the quality standards for the measurement precision established by the European Society for Analytical Cellular Pathology (ESACP) and with each other. Based on the standards established by the ESACP, preparations of rat liver swabs, automatic Feulgen staining and interactive cell nucleus DNA measurements were analysed. In addition, the MotiCyte DNA workstation was used to check the visual field dependence and focus dependence of the measured DNA contents. The results of this thesis show that the required limits (<5%) of the ESACP for the coefficient of variation (CV) of the integrated optical density (IOD) for each 2c, 4c and 8c peak and the reference cells in each 4x4 imprint, i.e. in relation to a series of measurements, have been consistently maintained for both systems (3rd measurement parameter). By contrast, the ESACP standards for the CV values of each cell fraction (<5%) (2nd measurement parameter), the correlation coefficients of the cell nucleus area to the IOD for each cell nucleus peak (2c, 4c, 8c) (<0.4) (4th measurement parameter), the CV values of the IOD mean values for the same cell type (2c, 4c and 8c hepatocytes) within a 4x4 imprint (<3%) (5th measurement parameter), the CV values of the mean peak ratios of reference cells to analysis cells (2c cell nuclei) of each 4x4 imprint (<2%) (6th measurement parameter) and the CV-values of the mean peak ratios from tetraploid to diploid cell nuclei of each 4x4 imprint (<1%) (7th measurement parameter) are not consistently maintained by both systems. In a direct comparison of the MotiCyte DNA workstation to the AutoCyte-Quick DNA workstation, the first showed significantly better results throughout. This can be explained by the software implemented correction of measurement errors in the MotiCyte DNA workstation and demonstrates the higher precision of DNA image cytometry by introducing new algorithms for image correction of scattered light and diffraction errors. In addition, the deviating values of the second and fourth measurement parameters of the MotiCyte DNA workstation deviating from the ESACP standards in our data can be explained by a defective staining cuvette; it can be assumed that the required minimum standards of ESACP with the MotiCyte DNA workstation must be complied with if the preparations are optimally stained. The established standards for parameters five to seven should be further reviewed, as contradictions can also be found in the literature. Our data confirm a dependence of the measured DNA content on the focus. A further development of the MotiCyte DNA workstation currently available on the market, the Motic EasyScan, automatically detects and eliminates defocused cell nuclei. Furthermore, a visual field dependence of the measured DNA content of the cell nucleus was demonstrated. Significant deviations of the mean IOD to the periphery of the field of view were observed. If the mean IOD values are corrected by the deviation of the peripheral grid columns of a grid array from the centre of the grid array, a significantly lower noise level is achieved. Whether such a factor works well should be checked on larger samples with closer meshed grids.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Cytopathologie
Dokument erstellt am:	14.03.2019
Dateien geändert am:	14.03.2019
Promotionsantrag am:	06.07.2018
Datum der Promotion:	05.02.2019