Научная статья на тему 'Стокс поляриметричне картографування орієнтаційної побудови гістологічних зрізів окорухових м’язів плодів людини'

Стокс поляриметричне картографування орієнтаційної побудови гістологічних зрізів окорухових м’язів плодів людини Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
112
40
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛОД / ГЛАЗОДВИГАТЕЛЬНАЯ МЫШЦА / ГЛАЗНАЯ ЯМКА / СТОКС ПОЛЯРИМЕТР / ОРИЕНТАЦИОННЫЙ ПАРАМЕТР / ВЕКТОР СТОКСА / СТАТИСТИЧЕСКИЙ МОМЕНТ

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Собко О. В., Олійник І. Ю., Ушенко О. Г.

При дослідженні особливостей орієнтаційної побудови гістологічних зрізів окорухових м’язів плодів людини методом стокс поляриметричного картографування нами вперше запропоновано метод стокс-поляриметричного статистичного аналізу мікроскопічних зображень гістологічних зрізів окорухових м’язів плодів 5-10 місяців внутрішньоутробного розвитку. Встановлено основні взаємозв’язки між змінами набору статистичних моментів 1-го 4-го порядків, які характеризують координатні розподіли орієнтаційно-го параметру та особливостями часової просторової структуризації речовини тканин очної ямки плодів різних періодів розвитку. Для гістологічних зрізів окорухових м’язів найбільш чутливими виявилися статистичні моменти 3-го 4-го порядків.При исследовании особенностей ориентационного строения гистологических срезов глазодвигательных мышц плодов человека методом стокс поляриметрического картографирования нами впервые предложен метод стокс-поляриметрического статистического анализа микроскопических изображений гистологических срезов глазодвигательных мышц плодов 5-10 месяцев внутриутробного развития. Установлены основные взаимосвязи между изменениями набора статистических моментов 1-го 4-го порядков, которые характеризируют координатные распределения ориентационного параметра и особенностями временной пространственной структуризации вещества тканей глазной ямки плодов разных периодов развития. Для гистологических срезов глазодвигательных мышц наиболее чувствительными являются статистические моменты 3-го 4-го порядков.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Стокс поляриметричне картографування орієнтаційної побудови гістологічних зрізів окорухових м’язів плодів людини»

© Собко О. В., Олмник I. Ю., *Ушенко О. Г. УДК 616-053. 15-018:[535. 361:535. 51] Собко О. В., Олiйник I. Ю., *Ушенко О. Г.

СТОКС ПОЛЯРИМЕТРИЧНЕ КАРТОГРАФУВАННЯ

ОР1СНТАЦ1ЙНОГ ПОБУДОВИ Г1СТОЛОГ1ЧНИХ ЗР1З1В ОКОРУХОВИХ М'ЯЗ1В ПЛОД1В ЛЮДИНИ

Буковинський державний медичний унiверситет (м. Чершвщ) *Чершвецький нацiональний унiверситет iM. Ю. Федьковича

Дослiдження е фрагментом планово! комплексно! мiжкафедральноI НДР кафедр анатомп людини iM. М. Г. Туркевича (зав. - проф. Б. Г. Макар), Буко-винського державного медичного уыверситету «За-кономiрностi перинатально! анатоми та ембрютопо-графп. Визначення статево-вiкових особливостей будови i топографоанатомiчних взаемовiдношень органiв та структур в онтогенезi людини», № державно! реестраци 0110U003078.

Вступ. Враховуючи надзвичайну значимiсть про-блеми зниження перинатально! захворюваност та смертностi та неможливють II вирiшення без погли-бленого вивчення перiодiв ембрiогенезу i раннього фетогенезу, якi в бтышост визначають подальший розвиток плода та новонародженого, доцiльним е дослiдження рiзних етапiв внутрiшньоутробного розвитку з використанням сучасних методiв доогм-дження [2]. Важливо встановити морфологiчнi осо-бливост розвитку i становлення топографоанато-мiчних взаемозв'язкiв структур очноямково! дiлянки у пренатальному онтогенезi людини як з метою вивчення фiзiологiчноI норми, так i диференцiйноI дiа-гностики патолопчних процесiв [1]. Дослiдивши осо-бливостi орiентацiйноI побудови гiстологiчних зрiзiв параорбiтальноI клiтковини [3], вважаемо за доцть-не вивчити особливостi орiентацiйноI побудови пс-тологiчних зрiзiв окорухових м'язiв при !хньому стокс поляриметричному картографуваннк

Мета дослiдження. Вивчити особливост ор^ ентацiйноI побудови гiстологiчних зрiзiв окорухових м'язiв у плодiв 5-10 мюя^в внутрiшньоутробного розвитку.

Об'ект i методи дослiдження. Для описання то-пографiчноI структури класичних мiкроскопiчних зо-бражень зрiзiв окорухових м'язiв плодiв 5-10 мiсяцiв внутрiшньоутробного розвитку ми використали по-ляризоване лазерне випромшювання з наступним обчисленням набору параметрiв математичного вектора Стокса, який найбтыш iнформативно повно характеризуе орiентацiйну та полiкристалiчну побу-дову бiологiчних препара^в [8-10]. Для об'ективно! характеристики координатних розпод^в у площинi бiологiчного препарату параметрiв вектора Стокса обчислювалися за стандартною програмою MATLAB

(м. Чершвщ)

набору параметрiв вектора Стокса ми обрали ко-ординатний розподiл значень другого параметру вектора Стокса, який в точках мiкроскопiчного зо-браження бюлопчного препарату несе найбiльш повну Ыформацю про орieнтацiйну побудову його

речовини. Значення Б2 = ±1 вщповщають максимальному ступеню впорядкованостк Значення 5* 2 = 0 вщповщають максимальному ступеню ро-зупорядкованост фiбрилярноI структури. Надалi параметр Б2 будемо називати "орieнтацiйним параметром" морфолопчно! побудови бюлопчно-го препарату. Вимiрювання координатних розпод^ лiв (двовимiрнi масиви значень у площин зразкiв) параметрiв вектора Стокса виконувалося в розта-шуваннi стандартного стокс-поляриметра [3-7].

Обчислення орieнтацiйного параметру S2 у межах кожного пкселя цифрово1 камери вщбува-лось за допомогою формули:

- ^2 = 10 - 4г

Тут 10 90- iнтенсивностi перетвореного об'ектом випромшювання, що пройшло крiзь лшмний поляризатор з кутом повороту площини пропускання

0 = 00; 900 .

Як основний аналiтичний iнструмент для оц^ нювання розпод!гмв орieнтацiйного параметру

(т X п) використовувалися статистичнi момен-ти першого (% ), другого (Z2), третього () i четвертого (% ) порядкiв, якi обчислювалися за такими алгоритмами [4]

1

Z, = —

N

Т q

nU4 1

Z 2 =

Z,

1

N

Т (q2) 1;

i=1

Z 2 N ,=1

1 Т (q3 )i

Z=

1

Z 4 N

1Т (q') i,

1

2000

0.4

0.2

0

-0.2

-0.4

15000

10000

5000

Рис. 1. Дво- (фрагменти (1)) та тривиыпрних (фрагменти (2)) розподЫв i пстограм (фрагменти (3)) розподЫв орюнтацшного параметру S0 пстолопчного зр1зу окорухових м'язт (5 мюяцт). Пояснения втекстк

S2 (ж X п)

0.5

-0.5

2000

3 2.5 2

1.5 1

0.5 0

у 10

1

1 L (3)'

-0.5

0.5

Рис. 2. Дво- (фрагменти (1)) та тривим1рних (фрагменти (2)) розподтт i пстограм (фрагменти (3)) розподтт орюнтацшного параметру Sn пстолопчного зр1зу окорухових м'яз1в (7 мюяцт). Пояснения втекстк

X 10

2000

0.4 ■j 4 ад

0.2 г

0 2

-0.2 1

-0 4 п (3)

-0.5

0.5

Рис. 3. Дво- (фрагменти (1)) та тривимфних (фрагменти (2)) розподтт i г1стограм (фрагменти (3)) розподтт орюнтацшного параметру Sn пстолопчного зр1зу окорухових м'яз1в (10 мюящв). Пояснения втекстк

де N - ктькють елеметтв дискретизаци, що визначаеться числом гмкселш свшючутливоТ площадки CCD- камери.

Пщ статистичним моментом першого порядку будемо розум1ти середне значения випадкових величин координатних розподшш параметр1в вектора Стокса.

Пщ диспeрсieю (статистичний момент другого порядку) випадково! величини будемо розумiти Mipy розкиду дано! випадково! величини, тобто !! вщхи-лення вiд математичного оч^вання.

Асиметрieю називають величину (статистичний момент третього порядку), яка характеризуе вдоилення вiд нормального розподту випадково! величини.

Пщ ексцесом (статистичний момент четвертого порядку) будемо розумгги Mipy гостроти «niKy» розподту випадково! величини.

Bei доогмдження проведен! з дотриманням осно-вних бюетичних положень Конвенци Ради Свропи про права людини та бюмедицину (вщ 04. 04. 1997 р.), Гельсшсько! деклараци Всесвггньо! медично! асоцiацiI про етичн принципи проведення наукових медичнихдослщженьза участю людини (1964-2008 рр.), а також наказу МОЗ Укра!ни № 690 вщ 23. 09. 2009 р.

Результати дослщжень та 'Гх обговорення. На рис. 1 - рис. 3 наведено серт координатних дво-(фрагменти (1)) та тривимiрних (фрагменти (2)) розпод^в i гiстограм (фрагменти (3)) розпод^в

орieнтацiйного параметру 52 гiстологiчного зрiзу окорухових м'язiв.

У табл. наведен хронологiчнi залежностi зна-чень статистичних момен^в 1-го - 4-го порядюв, якi характеризують координатнi розподiли орiентацiй-ного параметру 52 , визначеного для сери пстоло-гiчних зрiзiв окорухових м'язiв плодiв рiзного перю-ду розвитку.

З оптично! точки зору таю об'екти володiють яскраво окресленою впорядкованiстю структури фiбрилярноI мережi та кристалiчною побудовою. Аналiз експериментальних даних дослщження ста-тистично! структури координатних розпод^в набору орieнтацiйних параметрiв 52 , якi характеризують ступшь впорядкованостi речовини пстолопчних зрiзiв окорухових м'язiв очно! ямки на рiзних етапах розвитку плода виявив таю результати:

1) Дiапазон змши випадкових значень орiента-цмного параметру 52 у межах площини пстолопч-ного зрiзу окорухових м'язiв очно! ямки перероз-подiляeться в бк бiльших значень -0,2 ^ S2 -< 0,6 (рис. 1 - рис. 3, фрагменти (1),(2)). Така тенден^я вказуе на високу ступшь орieнтацiйно! однорщнос-т побудови фiбрилярно! мережi дано! бюлопчно! тканини. Це фiзично випливае з того, що найбiльш iмовiрними значеннями орiентацiйного параметру мiкроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв окорухових м'язiв е таю, що припадають на дiапазон 52~0,3 - 0,5 , яю об'ективно вiдповiдають високiй ступенi впорядкованостi структури дано! тканини.

2) Порiвняльний (вiд 5 мiсяцiв до 10 мюя^в) мо-нiторинг змiни структури мiкроскопiчних зображень набору гiстологiчних зрiзiв для рiзних часових етапiв розвитку плода об'ективно виявив послщовне фор-мування орiентацiйно! структурованостi фiбриляр-но! мережi окорухових м'язiв очно! ямки. Зазначену трансформа^ю морфологiчно! побудови тюструе зростання ймовiрностi значень орiентацiйного параметру 52 , якi вщмшы вiд нуля - 52 Ф 0 у дшян-цi 52 ~ 0,5 (рис. 1 - рис. 3, фрагменти (2)). Установлена тенден^я може бути пов'язана iз тим, що у процес розвитку плода структура фiбрилярно! мережi м'язово! тканини геометрично масштабуеться та впорядковуеться. За рахунок цього зростають значення орiен-тацмного параметру (52 Т), визначеного шляхом поляризацмно! обробки низки мiкроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв дано-го препарату. Найбтыш виразно такий сценарiй спостерiгаеться на тзых етапах розвитку плода - ре-алiзуеться чiтка тенденцiя до за-гального збiльшення значень да-ного об'ективного параметру.

3) Часову морфолопчну ево-люцiю фiбрилярно! мережi окорухових м'язiв кiлькiсно тюструють

гiстограми розподiЛiв випадкових значень орiен-тацiйного параметру 52 , визначеного шляхом обробки у площин поляризацмно вiдфiльтрованих м^ кроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв даного набору бюлопчних препаратiв. Такi данi наведено на фрагментах (3) сери рис. 1 - рис. 3. 1з порiвняль-ного аналiзу залежностей статистичних розпод^в видно, що екстремуми гiстограм №(52) зразюв гiстологiчних зрiзiв окорухових м'язiв послiдовно зазнають зсуву в дтянку бiльших значень 52 . На раных етапах розвитку плода вони локалiзованi в д^ лянц 52 = 0,15 — 0,25 (рис. 1, рис. 3, фрагменти (3)). На тзых стадiях змщуються i набувають максимального рiвня в дiлянцi 52 = 0,5 (рис. 3, фрагмент (3)). Така трансформа^я вказуе на послщовне зростання ступеня впорядкованост побудови фiбриляр-но! мережi речовини окорухових м'язiв. За рахунок вказаного морфологiчного процесу екстремально зростають значення статистичних момен^в вищих порядкiв - суттево зростае асиметрiя (Т) та гострота тку (74 Т ) гiстограм N(52) (рис. 1 - рис. 3, фрагменти (3)) для координатного розподту значень орiентацiйного параметру 52 мiкроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв даного об'екту.

4) У межах статистичного тдходу об'ективного аналiзу поляризацiйно вiдфiльтрованих мiкроско-тчних зображень гiстологiчних зрiзiв препаратiв окорухових м'язiв такi морфологiчнi змiни побудови фiбрилярно! мережi детектуються наступною трансформацiею значень набору статистичних мо-ментiв 1-го - 4-го порядюв (спiввiдношення (2)) -2Х Т, Т Хъ Т, 2а Т, якi характеризують псто-грами N (52), що наведен на фрагментах (2) рис. 1 - рис. 3.

Нами одержано наступи результати обчислення набору статистичних момен^в 1-го-4-го порядюв, що характеризують координаты розподти орiен-тацiйного параметру 52 (т X п) поляризацмно вiдфiльтрованих мiкроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв окорухових м'язiв очно! ямки плодiв рiз-ного перiоду розвитку (табл.)

Таблиця

Статистичш 7;=1;2;3;4 параметри, що характеризують координаты розподти орieнтацiйного параметру 5(т Х п) гiстологiчних зрiзiв окорухових м'язiв пло^в

рiзного перiоду розвитку

Параметри 5 м1сяц1в 6 м1сяц1в 7 м1сяц1в 8 м1сяц1в 9 м1сяц1в 10 м1сяц1в

0,27 0,31 0,36 0,41 0,42 0,45

7 2 0,18 0,22 0,24 0,27 0,28 0,31

7 з 0,56 0,83 0,92 0,98 1,54 2,23

7 4 0,24 0,43 0,54 0,61 1,27 1,84

1з аналiзу одержаних даних про статистичн характеристики координатних розпод!тв oрieнтацiй-ного параметру 52 поляризацмних мiкроскопiчних зоб|Э01ж:е1н1^ пстолопчних зрiзiв окорухових м'сзiв очно! ямки плодiв рiзного перiоду розвитку (табл.) висливае висока чутливють набору об'ективних ста-тистичних моменпв 1-го - 4-го порядюв, якi характеризують ступень ор1ентацмно1 впорядкованостИ побудови фiбрилярноI сiтки даного об'екту. Установлено наступнi ильюсн вщмшносп_м1ж значеннями набору статистичних моментiв -¿Г (стввщно-шення (2)) для розглянутого перюду (5 мюя^в - 10 мiсяцiв) розвитку окорухових м'язiв плода

AZ^ ) = 1,67; AZ 2 (S2 ) = 1,82; Д2з(£з) = 3,98; AZ4(^4) =7,(57.

Як видно, структуриза^я фiбрилярноI мере-м'язово! тканини та формуаання 11 орснтацмно! узгодженостi взаемопов'язана i3 зростанням зна-чень вех статистичних нсменов 1 - го - 4-го порядюв, яю характеризують координатнi розподти орЧе нтацсного сар аметру S2 набору поляривацй но вiдфiльтрованих мiкроскопiчних зображень до-слi1цжениx пстолопчних зрiзiв даного бiологiчнаго препарату.

Найбiльш чутльвими до змiни ступеня орieн-тацмно! впорядкованостi сiтки фiбрил окорухових M^iB очно! ямки плодiв рiзного перЕоду розвитку виявилися статистичнi моменти 3-го - 4-го порядюв, яю характеризують динамку змени асиметрi,i та гостроти тк. гютограм координатнех розподг лiв орieнтацiйного параметру серii мiкроскопiчних

зображень вiдпoвiдних бioлoгiчних препаратiв очно! ямки. Нами виявлено значне (Л^(53) = 3,98; Л^Д^) = 7,67) зростання значень таких параметрiв ни прoтязi дьотдженого часового iнтервалу ропви-тку тканин очно! ямки.

Висновки. Вперше запропоновано метод стокс поляриметричного статистичного аналiзу мiкрo-скoпiчних зображень пстолопчних зрiзiв окорухових м'язт очно! ямки плoдiв рiзнoгo пeрioду розвитку та застосовано об'ективний статистичний аналiз (о(5числення статистичних мoментiв 1-го -4-го порядюв) координатних розпод!тв параметрiв вектора (Итокса. Вперше запропоновасо нналггичний параметр oцiнювання мoрфoлoгiчнo! побудови набору бюлопчних препаратiв очно! ямки плода рiз-ного перюду розвитку - oрieнтацiйний параметр 52. Експериментально дoслiдженo кooрдинатнi розподти oрieнтацiйнoгo параметру С окз|иухових м'язiв очно! ямки плoдiв рiзнoгo перюду розвитку. Впявлено оснопн взаемозв'язкп мЬж змiнрми забору статистичних момен^в 1-го - 4-го пoрядкiв, яю характеризуюиь кooпдиннтнi тoзпoдiлп oрieнтацiй-ного параметру та особливостями часово! просто-рьво! структуризаци ричовини тканин орорухових м'язiв плoдiв рiзнoгo перioду розвитку - найбтыш чутливим и в иявилися статистич н моменти 3- го i 4-го порядюв з наступним дiапазoнoм змiни власних значень

\Ь2Ъ (^з ) = 3,98;

AZ 4 (S4 ) = 7,67.

J4 V 4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Перспективи подальших дослiджень. До-

цiльно 1цослiдити гiстологiчнi зр1зи зорового нерва плодiв 5-10 мiсяцiв внутрiшньоутробного розвитку для встановлення (х оеентацмно! та фисталiчно! побудови.

Литература

5.

ОлмникТ Ю.Обфунтуваннялазерного поляриметричного дослiдження бiологiчних тканин у пренатальному онтогенезi очноямково! дтянки людини / I. Ю. Олмник, О. В. Собко // Ключовi питання наукових дослiджень у сферi медицини XXI ст. : МНжнар. наук. -практ. конф. (Одеса, 1-2 березня 2013): матерiали конф. - Одеса : ГО <Овденна фунда^я медьцини», 2013. -С. 89-94.

Собко О. В. Про актуальнють лазерного поляриметричного до^дження бiологiчних тканин структур очноямково! деянки у еренатальному онтогенезi людини / О. В. Собко // Хист: Всеукр. мед. ж. мол. вчених. - Чершвц : Медугверситет, 2013.- Вип. 15. - С. 210.

Собкь О. В. Етокс поляриметричне картографування орieнтацiйноi побудови пстолопчних зрiзiв параорбтально! клiткoвини плодiв людини /О. В.Собко, 1.Ю. Олiйник, О. Г Ушенко // Вiсник проблем бюлоо'М медицини. - 2014. -Вип. 3, том 3 (112). - С. 229-234.

Polarization visualization and selection of biotissue image two-layer scattering medium / O. V. Angelsky, A. G. Ushenko, D. N. Burcoeets, Yu. A.Ushenko//r. Biomed.Opt.- 2005^Vol. 1И, № 1.-P.014010.

Polarization speckle -reconstructs ofbiolorical tissues architectonics: Part 1. Polarization correlometry of birefringence archi-tectoMcs: singular approach/A .O.Angelskaya,Yu. A.Ushenko, A. G. Ushenko [etal.] // Proc. SKIE. -2007. - Vol. 6635.-P. 66350KP.

Polarization phase reconstruction of biological tissue architectonics: Part 3. Polarizing-correlative processing of images of statistical objects in the problem of visualization and topology reconstruction of their phase heterogeneity / A. O. Angelskaya, A. G. Ushenko, Yu. A.Ushenko [etal.] //Proc. SPIE. - 2007.- Voi. 6635. - P. 66350MP.

Pol5rization prasereconstruction oYbiological tissue arch ¡tectonics: 0art 4. Coherent introscopy of phase-inhomogeneous sur-Maceand layers /A. O. Angelskaya,A. 0. Ushunko,Yu.A. Ushenko [etal.]//Proc. SPIE. - May 08, 2007. - Vol. 6635. - Р. 66350N.

8. Ushenko A. G. Polarization introscopy of phase-inhomogeneous layers / A. G. Ushenko // Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4900. - P. 1323-1326.

9. Ushenko Yu. A. Statistical structure of polarization-inhomogeneous images of biotissues with different morphological struc-tures/Мг. M. Ushenko // Ukr. J. Phys, Opt.pH005.-Vol. 6,№2. - P. 63-70.

10. Ushenko A. G. Laser polarimetry of polarization-phase statistical moments of the objects field of optically anisotropic scatter-inglayers / A. G. Ushenko // Ост. и спектр. - 2001. - Т. 91 ,№ 2.-С.313-317.

7.

УДК 616-053. 15-018:[535. 361:535. 51]

СТОКС ПОЛЯРИМЕТРИЧНЕ КАРТОГРАФУ ВАН НЯ ОРЮНТАЦМНОТ ПОБУДОВИ ПСТОЛОПЧНИХ ЗР1З1В ОКОРУХОВИХ М'ЯЗ1В ПЛОД1В ЛЮДИНИ

Собко О. В., Олшник I. Ю., Ушенко О. Г.

Резюме. При дослiдженнi особливостей орieнтацiйноI побудови гiстологiчних 3pi3iB окорухових M^3iB плодiв людини методом стокс поляриметричного картографування нами вперше запропоновано метод стокс-поляриметричного статистичного аналiзу мiкроскопiчних зображень пстолопчних зрiзiв окорухових м'язiв плодiв 5-10 мiсяцiв внутрiшньоутробного розвитку. Встановлено основы взаемозв'язки мiж змiнами набору статистичних моменпв 1-го - 4-го порядюв, якi характеризують координатнi розподти орieнтацiйно-го параметру та особливостями часово! просторово! структуризацiI речовини тканин очно! ямки плодiв рiз-них перiодiв розвитку. Для гiстологiчних зрiзiв окорухових м'язiв найбiльш чутливими виявилися статистичн моменти 3-го - 4-го порядюв.

Ключовi слова: плiд, окоруховий м'яз, очна ямка, стокс поляриметр, орieнтацiйний параметр, вектор Стокса, статистичний момент.

УДК 616-053. 15-018:[535. 361:535. 51]

СТОКС-ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ОРИЕНТАЦИОННОГО СТРОЕНИЯ ГИСТОЛОГИЧЕСКИХ СРЕЗОВ ГЛАЗОДВИГАТЕЛЬНЫХ МЫШЦ ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА

Собко О. В., Олийнык И. Ю., Ушенко А. Г.

Резюме. При исследовании особенностей ориентационного строения гистологических срезов глазодвигательных мышц плодов человека методом стокс поляриметрического картографирования нами впервые предложен метод стокс-поляриметрического статистического анализа микроскопических изображений гистологических срезов глазодвигательных мышц плодов 5-10 месяцев внутриутробного развития. Установлены основные взаимосвязи между изменениями набора статистических моментов 1-го - 4-го порядков, которые характеризируют координатные распределения ориентационного параметра и особенностями временной пространственной структуризации вещества тканей глазной ямки плодов разных периодов развития. Для гистологических срезов глазодвигательных мышц наиболее чувствительными являются статистические моменты 3-го - 4-го порядков.

Ключевые слова: плод, глазодвигательная мышца, глазная ямка, стокс поляриметр, ориентационный параметр, вектор Стокса, статистический момент.

UDC 616-053. 15-018:[535. 361:535. 51]

Stokes Polarimetric Mapping of Histological Sections Orientation Structure of Human Fetal Oculomotor Muscles

Sobko O. V., Oliinyk I. Yu., Ushenko A. G.

Abstract. Objective. It is impossible to solve the problem of perinatal morbidity and mortality without advanced study of embryogenesis and early fetogenesis periods. Having examined the features of orientation structure of paraorbital tissue histological sections [3], we consider it appropriate to study the features of orientation structure of histological sections in the oculomotor muscles of 5-10 months old human fetuses with their Stokes polarimetric mapping.

Material and methods of research. To describe the topographic structure of oculomotor muscles sections classical microscopic images in 5-10 months old fetuses, we used polarized laser radiation with the following calculation of mathematical Stokes vector parameters, which characterize orientation and polycrystalline structure of biologicals in the most informative and complete way. We chose the coordinate distribution of values of the Stokes vector second parameter (S2), which, in the dots of biological preparation microscopic image, bears the most complete information about its substance orientation structure. We measured coordinate distributions (two-dimensional masses of values in the samples plane) of Stokes vector parameters in the location of a standard Stokes polarimeter.

Results. An analysis of the experimental findings from the study of statistic structure of orientation parameters coordinate distributions S2, which characterize the degree of organization of oculomotor muscles histological sections in the eye pit at different stages of the fetal growth found a range of changes in random values of orientation parameter S2 within the plane of histological section in eye pit oculomotor muscles, which is redistributed to bigger values -0,2 - S2 - 0,6. Comparative (from 5 to 10 months) monitoring of changes in the structure of histological sections microscopic images at different stages of the fetal growth objectively detected a consistent formation of the orientation structure of a fibrillar net of the eye pit oculomotor muscles. Time morphological evolution of the oculomotor muscles fibrillar net is illustrated quantitatively by the histograms of the random values distributions of the orientation parameter S2, which is determined by processing the histological sections of certain biologicals in the plane of filtered microscopic images by means of polarization. The structurization of muscular tissue fibrillar net and formation of its orientation coordination are interrelated with an increase of values of all statistical moments of the 1st - 4th orders.

Conclusions. We were the first to suggest the method of Stokes polarimetric statistical analysis of histological sections microscopic images of eye pit oculomotor muscles in the fetuses at different stages of their growth and

to use objectively statistical analysis (calculation of the 1st - 4th orders statistical moments) of coordinate distributions ofthe Stokes vector parameters. We have explored by means of experiments the coordinate distributions of the orientation parameter S2 of the eye pit oculomotor muscles in fetuses at different stages of their growth. We have Pound the main intsrrelations between the changes in statistical moments of the 1st - 4th orders, characterizing coordinate distributions of the orientation parameter, and the features of time and space structure of the tissue substance in the fetaloculomotor muscles at different stages of growth - the statistical moments of the 3rd and 4th orders, having this range of values change

(AZ3 (S3 ) = 3,98;

1 AZ 4 (S4 ) = 7,67. , proved to be the most sensitive

Keywords: fetus, oculomotor muscle, eye pit, Stokes polarimeter, orientation parameter, Stokes vector, statistical moment.

Рецензент- проф. Врошенко Г. А.

Стаття надшшла 10. 08. 2014 р.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.