Венозные сосуды почек в плоскостном и стереоизображении Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 611. 146. 2 (084. 15)

© Э.С. Кафаров, Л.А. Удочкина, В.Н. Бесарабов, 2012

Э.С. Кафаров1, Л.А. Удочкина1, В.Н. Бесарабов2 ВЕНОЗНЫЕ СОСУДЫ ПОЧЕК В ПЛОСКОСТНОМ И СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИИ

:ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России 2НУЗ «Медико-санитарная часть», г. Астрахань

Изготовлено 136 коррозионных препаратов и рентгенангиограмм венозных сосудов почек человека. Выбрано 5 наиболее часто встречающихся вариантов слияния венозных сосудов. Целью исследования стало выявление вариантов строения венозной системы почек человека в плоскостном (2D) и стерео-изображении (3D). Определены содержание и уровень соответствия полученной информации (рентгенангиограммы) своему истинному источнику (коррозионные препараты). Исследования показали, что в плоскостной проекции инверсию почечных венозных сосудов можно было увидеть в двух вариантах: лежащей в единой пространственной плоскости (относительно горизонтальной), подобие принципа конкурирующих кривых линий, что обнаружено в 72 % случаев, и - в дальней плоскости (относительно фронтальной), принцип глубины расположения, где происходит значительное искажение истинной информации, было отмечено в 69 % случаев.

Ключевые слова: почка, вены, стереометрия.

E.S. Kafarov, L.A. Udochkina, V.N. Besarabov

THE VENOUS KIDNEY VESSELS IN PLANE AND STEREO IMAGE

There were made 136 corrosive preparations and roentgenangiogramm veins of human kidney. 5 most common variants of merged venous tributaries were selected. The aim of the study was to identify options for the structure of the venous system of human kidneys in plane (2D) and stereo (3D) image. The content and the level of compliance of information (roentgenangiograms), its true source (corrosive agents) were defined. The studies have shown that in the plane projection, conversions of renal veins could be seen in two ways: lying in a single spatial plane (the horizontal), the similarity of the principle of competitive curves, we found tham in 72 % of cases, and - in the far plane (relative to the front), the depth of the principle where there was the significant change of true information was marked in 69 % of cases.

Key words: kidney, veins, stereometry.

Введение. При диагностической рентгенографии необходимо проведение снимков не менее чем в двух проекциях, так как рентгенограмма представляет собой плоскостное изображение 3-мерного объекта [1, 2, 4]. Плоскостной характер рентгеновского изображения может обусловить суб-тракцию (вычитание) теней изучаемых структур [1, 3, 6]. При рентгенологическом исследовании сосудистой системы почек получают недостаточно достоверную информацию о сосудах, сосудистых сегментах почки и вариантах распределения внутриорганных сосудов [2, 4, 5, 7, 8]. Этим была обоснована необходимость сравнительных анатомических исследований венозного русла почки в плоскостной и стереопроекции, где исследователь наиболее отчетливо представлял бы себе вопросы процессов восприятия и пространственно-инвариантные характеристики венозных сосудов почек.

Цель: выявить варианты строения венозной системы почек человека в плоскостном (2D) и стерео-изображении (3D); определить содержание и уровень соответствия выявленной информации (рентгенангиограммы) своему истинному источнику (коррозионные препараты).

Материалы и методы исследования. Исследовано 136 препаратов почек людей в возрасте от 22 до 90 лет, погибших от заболеваний, не связанных с патологией мочевыделительной системы, изготовлены коррозионные препараты венозных сосудов почек с использованием быстротвердеющих полимеров. В качестве инъецируемой массы применялись «Стиракрил», «Протакрил» + краплак для имитации. Выбраны 5 наиболее часто встречающихся вариантов слияния венозных сосудов для рентгенографии. Изготовлены рентгенангиограммы с использованием аппарата «Clinodigit Compact» Х -FRAME (Италия), при силе тока 200 мА, напряжение 65 kV, экспозиция 300 с, фокусное расстояние 120 см. На коррозионных препаратах (3D) и рентгенангиограммах (2D) осуществляли измерения углов слияния сосудов почечной вены, длины почечных вен и ее сосудов. После осуществленных измерений проводилась сравнительная оценка и выявлялась степень подобия параметров (похожесть углов -simPhi, похожесть длины - simLen и общая похожесть - sim) соответствующих коррозионным препара-

там 3D (далее 3D), рентгенограммам 2D (далее 2D). Определена степень подобия пар векторов. Каждой категории параметров ставили в соответствие характеристический вектор, для чего использовали косинусную меру близости векторов [1]. Определяли функцию simPhi(V1 , V,) согласно формуле 1.

(1)

simPhi(V i;V,) = arCC0S(C0S 9) х 100%

j ТГ

Функция s1mPh1(V1 , V,) использует косинус угла между векторами У1 , V,. Зная координаты векторов, косинус угла находили через скалярное произведение, согласно формуле 2.

(2)

V 1 х V, cos 9 = -

\V ; |Х IV ;

При этом само скалярное произведение определялось формулой 3, где N - ранг вектора. (3)

V1 X V, = У N У1к X У,к

1 , ¿—I к = 0 1 ,

Vi и V, длины векторов Vi и V,. Их определяли согласно формуле 4.

(4)

|v J = Vz

V Х V

В итоге получали s1mPh1 - подобие угла. Но одной оценки по углу недостаточно. Вводили дополнительную меру подобия векторов по длине. Определяли функцию simLen(V1 , V,), согласно формуле 5. (5)

min( V1

simLen(V1, V,) =

max(

V

V

V

х 100%

)

N

k = 0

)

х

х

Для комплексной меры схожести двух векторов использовали формулу 6.

(6)

sim(V i, V,) = simPhi(V i5 V,) х simLen(V i5 V,)

Весь полученный материал и данные инструментальных методов исследования обрабатывались методами вариационной статистики на платформе Windows 7. В ходе работы использовался прикладной пакет из Microsoft Office Excel 2007.

Результаты. Выявлено, что в 25,40 % случаев почечные вены относительно фронтальной плоскости сливались из вентральных и дорсальных сосудов. Средние значения углов слияния сосудов составили 27 ± 5°. Средние значения длин вентральных сосудов почечных вен составили 33,2 ± 1,6 мм. Средние значения длин дорсальных сосудов почечных вен составили 39,1 ± 1,8 мм. В 14 % случаев на рентгенангиограммах с этих же коррозионных препаратов тени вентральных сосудов почечных вен во фронтальной проекции определялись как верхнеполюсные, а тени дорсальных сосудов как нижнеполюсные. В 26 % случаев на рентгенангиограммах тени вентральных и дорсальных венозных сосудов во фронтальной проекции накладывались друг на друга (принцип конкурирующих ли-

ний), напоминая тень длинного ствола почечной вены. Средние значения углов слияния сосудов составили 11 ± 0,5°. Средние значения длины вентральных сосудов почечных вен составили 29,3 ± 1,3 мм. Средние значения длины дорсальных сосудов почечных вен составили 36,2 ±1,7 мм. При сравнении параметров сосудов в плоскостной (2D) проекции с результатами размеров на коррозионных препаратах (Л) (рис. 2) степень подобия составляла simPhi (3D, 2D) - 84,24 %, simLen (3D, 2D) -84,02 %, sim (3D, 2D) - 70,78 %. В 15,50 % случаев почечные вены сливались из верхнеполюсных, центральных и нижнеполюсных сосудов, находящихся в одной фронтальной плоскости. Средние значения углов слияния сосудов составили 15,5 ± 0,7° и 10,1 ± 0,4°. Средние значения длины верхних полюсных сосудов почечных вен: 13,1 ± 0,5 мм. Средние значения длины центрального притока почечной вены: 14,2 ± 0,6 мм. Средние значения длины нижнего полюсного притока почечной вены: 22,9 ± 1,1 мм. На рентгенангиограммах с этих же коррозионных препаратов средние значения углов слияния сосудов: 13,3 ± 0,5° и 9,0 ± 0,4°. Средние значения длины верхних полюсных сосудов почечных вен: 12,3 ± 0,6 мм. Средние значения длины центральных сосудов почечных вен: 14,1 ± 0,6 мм. Средние значения длины нижних полюсных сосудов почечных вен: 21,2 ± 0,9 мм. При сравнении параметров сосудов в плоскостной (2D) проекции с результатами размеров на коррозионных препаратах (К1) степень подобия составляла simPhi (3D, 2D) - 97,30 %, simLen (3D, 2D) - 92,53 %, sim (3D, 2D) - 90,03 %. В 9,34 % случаев почечные вены сливались из вентральных (верхнее- и нижнеполюсных) сосудов и дорсальных центральных сосудов, находящихся в разных проекциях относительно фронтальной и сагиттальной плоскостей. Средние значения углов слияния сосудов: 37,0 ± 1,7°, 58,0 ± 2,8° и 34,0 ± 1,6°. Средние значения длины вентральных верхних полюсных сосудов почечных вен: 18,1 ± 0,8 мм. Средние значения длины дорсальных центральных сосудов почечных вен: 8,1 ± 0,3 мм. Средние значения длины вентральных нижних полюсных сосудов почечных вен: 12,2 ± 0,5 мм. На рентгенангиограммах в (24) % случаев с этих же коррозионных препаратов тени вентральных верхнеполюсных сосудов почечных вен относительно фронтальной плоскости определялись как верхнеполюсные, а тени вентральных нижнеполюсных сосудов определялись как нижнеполюсные. В (17) % случаев на рентгенангиограммах тени дорсальных центральных венозных сосудов определялись как центральные (принцип глубины расположения). Средние значения углов слияния сосудов: 36,0 ± 1,7°, 55,0 ± 2,6° и 11,0 ± 0,4°. Средние значения длины вентральных верхних полюсных сосудов почечных вен: 17,3 ± 0,8 мм. Средние значения длины дорсальных центральных сосудов почечных вен: 5,2 ± 0,2 мм. Средние значения длины вентральных нижних полюсных сосудов почечных вен: 11,3 ± 0,5 мм. При сравнении параметров сосудов в плоскостной (2D) проекции с результатами размеров сосудов на коррозионных препаратах ^1) степень подобия составляла simPhi (3D, 2D) - 81,53 %, simLen (3D, 2D) - 76,64 %, sim (3D, 2D) - 62,49 %. В 8,46 % случаев почечные вены формируются из верхних полюсных, нижних полюсных и дорсальных центральных сосудов, находящихся в разных проекциях относительно фронтальной и сагиттальной плоскостей. Средние значения углов слияния сосудов: 18,1 ± 0,8° и 29,3 ± 1,3° и 28,1 ± 1,3°. Средние значения длины верхних полюсных сосудов почечных вен: 21,1 ± 0,9 мм. Средние значения длины дорсальных центральных сосудов почечных вен: 12,8 ± 0,5 мм. Средние значения длины нижних полюсных сосудов почечных вен: 14,8 ± 0,6 мм. На рентгенангиограммах в 18 % случаев с этих же коррозионных препаратов тени дорсальных центральных венозных сосудов определялись как центральные (принцип глубины расположения), лежащие в одной фронтальной плоскости с остальными притоками. Средние значения углов слияния сосудов: 17,2 ± 0,7° и 13,2 ± 0,6° и 14,1 ± 0,6°. Средние значения длины верхних полюсных сосудов почечных вен: 20,2 ± 1 мм. Средние значения длины дорсальных центральных сосудов почечных вен: 9,3 ± 0,4 мм. Средние значения длины нижних полюсных сосудов почечных вен: 13,1 ± 0,6 мм. При сравнении параметров сосудов в плоскостной (2D) проекции с результатами размеров сосудов на коррозионных препаратах (М1) (рис. 3), степень подобия составляла simPhi (3D, 2D) - 79,12 %, simLen (3D, 2D) - 70,22 %, sim (3D, 2D) - 55,56 %. В 4,23 % случаев почечные вены сливались из вентральных рассыпных, дорсальных рассыпных и нижнеполюсных рассыпных сосудов, расположенных в разных проекциях относительно сагиттальной и горизонтальной плоскостей (рис. 1). Средние значения углов слияния сосудов: 21,2 ± 0,9°, 27,1 ± 1,2° и 26,3 ± 1,2°. Средние значения длины вентральных сосудов почечных вен: 25,2 ± 1,2 мм. Средние значения длины дорсальных сосудов почечных вен: 14,3 ± 0,6 мм. Средние значения длины нижних полюсных сосудов почечных вен: 21,5 ± 0,9 мм. На рентгенангиограммах в 13 % случаев с этих же коррозионных препаратов вентральные притоки рассматривались как верхнеполюсные, дорсальные притоки рассматривались как центральные, находящиеся в одной фронтальной плоскости (принцип глубины расположения). В 16 % случаев с этих же коррозионных препаратов вентральные и дорсальные притоки, находящиеся в разных проекциях от-

носительно фронтальной плоскости, накладывались друг на друга (принцип конкурирующих линий), создавая ложное впечатление единого венозного ствола (рис. 2). Средние значения углов слияния сосудов: 19,2 ± 0,9°, 11,1 ± 0,5° и 23,3 ± 1,1°. Средние значения длины вентральных сосудов почечных вен: 22,1 ± 0,6 мм. Средние значения длины дорсальных сосудов почечных вен: 12,2 ± 0,6 мм. Средние значения длины нижних полюсных сосудов почечных вен: 20,3 ± 1,0 мм. При сравнении параметров сосудов в плоскостной (2D) проекции с результатами размеров сосудов на коррозионных препаратах (N1) степень подобия составляла simPhi (3D, 2D) - 83,71 %, simLen (3D, 2D) - 81,86 %, sim 2D) - 68,53 % (рис. 3).

Рис. 1. Коррозионный препарат венозных сосудов почки человека (мужчина 56 лет). Почечная вена образуется из вентрального (1), дорсального (2) и нижнего полюсного сосудов (3)

Рис. 2. Рентгенангиограмма с того же

коррозионного препарата почки. Вентральные и дорсальные притоки, находящиеся в разных проекциях относительно фронтальной плоскости, накладываются друг на друга (принцип конкурирующих линий), создавая ложное впечатление единого венозного ствола

100 90 80 70

я

[2 60 О

ё 50 н о

8 40

0х

30 20 10 0

(параметр)

Рис. 3. Степень подобия параметров 2D относительно параметров 3D

я

г

А (¿У

¿71

А в

/

Р1 М1 Ь1 Е2 Н1 N1 F1 G1 Л G2 Н2 Е1 F2 К1 11

Заключение. Как показали исследования, в плоскостной проекции инверсию почечных венозных сосудов можно увидеть в двух вариантах: лежащей в единой пространственной плоскости (относительно горизонтальной), подобие принципа конкурирующих кривых линий, что было обнаружено в 72 % случаев, и - в дальней плоскости (относительно фронтальной), принцип глубины расположения, где в 69 % случаев происходит значительное искажение информации. В конечном итоге, сравнительные характеристики процессов восприятия трехмерных и плоскостных изображений почечных венозных сосудов, так же, как и результаты наблюдений некоторых инверсий стереоскопических изображений венозных сосудов (инвариативность), позволяют трактовать восприятие проекции изображений как процесс выявления для исследователя истинности диагностической картины.

Список литературы

1. Белова И. Б. Современные возможности и перспективы использования отечественных цифровых и рентгенографических установок в лечебно-профилактических учреждениях : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / И. Б. Белова. - М., 2001. - 31 с.

2. Блинов, Н. Н. Физические основы рентгенодиагностики. Учебное пособие / Н. Н. Блинов, В. А. Костылев, Б. Я. Наркевич. - М.: АМФ-Пресс, 2002. - 74 с.

3. Васильев А. Ю. Анализ данных лучевых методов исследования на основе принципов доказательной медицины. Учебное пособие / А. Ю. Васильев, А. Ю. Малый, Н. С. Серова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 32 с.

4. Гаврилов Н. Организация потоковых вычислений на GPU в задаче стереовизуализации томограмм / Н. Гаврилов, А. Белокаменская // Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах: мат-лы Х Международной конференции (г. Пермь, 1-3 ноября 2010 г.). -Пермь, 2010. - С. 58-61.

5. Клиническая радиология. Учебное пособие / под ред. А. Е. Сосюкина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 224 с.

6. Лопаткин Н. А., Дзеранов Н. К. Пятнадцатилетний опыт применения ДЛТ в лечении МКБ / Н. А. Лопаткин, Н. К. Дзеранов // Материалы Пленума Правления Российского общества урологов. -(г. Сочи, 28-30 апреля 2003 г.) - М., 2003. - С. 5-25.

7. Сирота, А. А. Статистические алгоритмы обнаружения границ объектов на изображениях / А. А. Сирота, А. И. Соломатин // Вестник ВГУ. - 2008. - № 1. - С. 58-64.

8. Conway, D. J. Spontaneous aorta-left renal vein fistula / D. J. Conway, M. P. Carter // Radiology 2004. - Vol. 33. - P. 217-221.

Кафаров Эдгар Сабирович, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры анатомии человека, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-53-21., е-mail: Edgar-kafaroff@yandex.ru.

Удочкина Лариса Альбертовна, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой анатомии человека, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-53-21, е-mail: udochkin-lk@mail.ru.

Бесарабов Владимир Николаевич, врач-рентгенолог высшей категории, НУЗ «Медико-санитарная часть», Россия, 414057, г. Астрахань, ул. Кубанская, 5, тел.: (8512) 46-11-01, email: nuzmsch.astr@gmail.com.

УДК 616.832-004.2:612.821]-591.2.001.6

© Е.В. Киселева, Н.Н. Спирина, Т.А. Румянцева, Н.Н. Спирин, 2012

Е.В. Киселева, Н.Н. Спирина, Т.А. Румянцева, Н.Н. Спирин

ДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙРОПСИХОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА НА МОДЕЛИ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА У МЫШЕЙ

ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава России

Работа выполнена на 20 беспородных мышах, 12 - с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом, 8 - контрольных. Общая горизонтальная двигательная активность в группе животных с аутоиммунным