name: Методы и модели анализа структуры хроматина ядер клеток костного мозга для систем автоматизированной диагностики острых лейкозов
keyword_list: Распознавание образов Компьютерная микроскопия Острый лейкоз Системы автоматизированной диагностики Текстурный анализ изображений Обработка изображений Автоматизация микроскопического анализа Диагностика острых лейкозов
abstract: Цель – повышение качества автоматизированной диагностики острых лейкозов за счет получения дополнительных независимых объективных количественных характеристик структуры хроматина ядер клеток. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - определить современные и перспективные подходы в области автоматизации диагностики острых лейкозов; -разработать метод определения В- и Т- линейных острых лимфобластных лейкозов с применением световой микроскопии и компьютерной обработкой данных для диагностики острых лейкозов и его подвариантов; - разработать иерархическую двухуровневую модель установления соответствия диагностических данных компьютерной микроскопии и лазерной проточной цитометрией для проведения дифференциальной диагностики острых лейкозов и лимфопролиферативных заболеваний; - разработать метод анализа изображений лейкоцитов и на его основе модели расчета оптических особенностей структурах ядер клеток крови для определения типа лейкоцита при диагностике и дифференциальной диагностике острых лейкозов; - разработать методику выполнения автоматизированного анализа изображений препаратов крови и костного мозга при дифференциальной диагностике острого лейкоза и его подвариантов; - анализ разработанных методов и предложенных моделей анализа изображений структуры хроматина ядер клеток костного мозга для повышения качества автоматизированной диагностики острых лейкозов в клинических условиях. Объект исследования - цифровые микроскопические изображения клеток с цитологических препаратов крови и костного мозга. Предмет исследования - методы и алгоритмы цифровой обработки и распознавания изображений клеток с цитологических препаратов крови и костного мозга. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: - метод анализа изображений лейкоцитов и на его основе модель расчета оптических особенностей структуры хроматина ядер клеток крови, отличающийся количественным описанием качественных признаков на основе структурных элементов, по которым проводится определение типа лейкоцита при диагностике и дифференциальной диагностике острых лейкозов;- метод определения В- и Т- линейных острых лимфобластных лейкозов, отличающийся применением световой микроскопии и компьютерной обработки данных, позволяющий по изображениям структуры хроматина ядер бластов костного мозга уточнить вариант заболевания для объективизации исследований при диагностике острых лейкозов; - иерархическая двухуровневая модель установления соответствия диагностических данных компьютерной микроскопии и лазерной проточной цитометрии, отличающаяся тем, что на первом уровне применяется модель сопоставления результатов компьютерного анализа и традиционного микроскопического исследования для подтверждения диагноза острый лейкоз, а на втором уровне - модель сравнения результатов компьютерной микроскопии с данными лазерной проточной цитометрии для дифференцировки клеток по строению хроматина ядер. Применение иерархической двухуровневой модели позволило установить наличие зависимости между направленностью дифференцировки клеток и особенностями строения хроматина ядер, что важно при проведении дифференциальной диагностики острых лейкозов и лимфопролиферативных заболеваний; - методика выполнения автоматизированного микроскопического исследования изображений клеток с препаратов костного мозга и крови, отличающаяся проведением анализа изображений клеток крови и костного мозга с получением новых дополнительных независимых объективных количественных характеристик для решения задачи диагностики острых лейкозов и лимфопролиферативнвых заболеваний. 
  Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что получены дополнительные независимые объективные критериидля дифференциальной диагностики острого лейкоза, позволяющие уточнить вариант заболевания и снизить время проведения диагностического процесса на одну треть; интенсифицировано принятие клинических решений и адекватный подбор терапевтических схем у пациентов с острыми лимфобластными лейкозами путем использования световой микроскопии в сочетании с компьютерной обработкой данных; разработан инструментарий формирования базызнаний, ко¬торая может использоваться как наглядный атлас-справочник распознавания патологических клеток при подготовке врачей; материалы, полученные в данной диссертационной работе, используются при подготовке будущих специалистов кафедры №46 «Компьютерные медицинские системы» НИЯУ МИФИ; Предложенные методы и модели, а также результаты, полученные в рамках настоящего диссертационного исследования, выполнены при поддержке грантов РФФИ 17-07-01496 «Исследование возможностей телевизионной системы при диагностике острых лейкозов», 18-07-01456 «Исследование влияния характеристик сенсора оптического излучения в видимом диапазоне на эффективность автоматизированного микроскопического анализа в онкологической диагностике» и 18-29-09115 «Методы и модели искусственного интеллекта для решения междисциплинарных фундаментальных проблем диагностики лимфопролиферативных заболеваний и минимальной остаточной болезни в онкологии». Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: методы системного анализа и синтеза биотехнических систем, теория проектирования сложных информационных систем и теория моделирования; методы и алгоритмы обработки изображений, теории распознавания образов, теория вероятностей и математической статистики. Результаты работы внедрены в Национальном медицинском исследовательском центре онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России и Академии постдипломного образования ФГБУ ФНКЦ ФМБА России.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Филист
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: O-4610-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603139063
chairman_dissertation_council.rinc_id: 4238-5609
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-1358-671x
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Емельянов
organization_supervisor.patronymic: Геннадьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 28.23.15
rubrics.name: Распознавание образов. Обработка изображений
rubrics.code: 76.13.25
rubrics.name: Медицинские комплексы, системы, приборы, аппараты и устройства сочетанного лечебно-диагностического назначения
oecds.code: 02.02.RB
oecds.name: ROBOTICS
oecds.code: 02.02.ES
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, HARDWARE & ARCHITECTURE
oecds.code: 02.06.IG
oecds.name: ENGINEERING, BIOMEDICAL
speciality_codes.name: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
speciality_codes.code: 05.11.17
supervisors.fio: Никитаев В.Г.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Приборы и методы экспериментальной физики
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Сушкова Л.Ю.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Приборы и методы экспериментальной физики
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Сергунова К.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЗГУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1034637015786
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: НИЯУ МИФИ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИФИ"
author_organization.ogrn: 1037739366477
author_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
author_organization.supervisor_surname: СТРИХАНОВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения