дипломная работа студентки кафедры биофизики
физического факультета БГУ Хайновой О. В.
по теме: “Морфологические исследования зависимости структуры головного мозга (поле IV) от степени поражения вирусом простого герпеса (ВПГ) и построение по полученным данным математической модели заболевания”
руководитель:
Старший научный сотрудник лаборатории Информационно-компьютерных
технологий ЦНИЛ МГМИ Недзьведь А.М.
ВВЕДЕНИЕ.
Среди известных науке 500 разновидностей болезнетворных для человека вирусов вирус простого, или обычного герпеса (ВПГ)- один из самых распространенных. В последние годы герпетическая инфекция, обусловленная ВПГ, привлекает все большее внимание как медицинской, так и немедицинской общественности. Это связано с тем, что герпес, известный с давних времен как малораспространенное и малозначащее заболевание, характеризовавшееся высыпанием на губах и крыльях носа болезненных пузырьков, в последнее время значительно расширил свое значение в патологии человека. Повышенный интерес к герпетической инфекции обусловлен так же рядом других причин и прежде всего тем, что ныне она распространена в самых различных районах мира, поражая до 95% процентов населения, а вызывающий ее вирус способен поражать практически все органы и системы человеческого организма и вызывать различные формы инфекции- острую, латентную и хронически рецидивирующую. Клинически герпес протекает как разнообразное, сложное и нередко тяжелое заболевание с поражением многих органов и тканей, что позволяет рассматривать его как общее системное заболевание организма. В последние годы стали накапливаться данные о возможном участии ВПГ в развитии некоторых онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний человека.
Одним из перспективных направлений является исследование геометрических характеристик клеток, пораженных ВПГ. Использование традиционных проекционных методов не дает качественных результатов, поэтому более точной и эффективной является компьютерная обработка изображений.
В наше время в медицине и научных исследованиях широко используют компьютеры, которые стали непременным атрибутом самых различных технических комплексов. Это касается и современных систем управления и сбора данных, контрольно-измерительного и лабораторного оборудования, т.е. любых комплексов, основной задачей которых является обработка и интерпретация информации, поступающей из "внешнего мира". Большинство этих устройств имеет дело с изображениями, получаемыми тем или иным образом, поэтому актуальной становится задача обработки и анализа изображений. Методы обработки изображений сейчас играют значительную роль, особенно при разработке систем искусственного интеллекта и технического зрения.
Процесс обработки изображений состоит из трех основных шагов: ввод, обработка и анализ изображения. Ввод изображения включает улучшение формы сигнала для уменьшения шума, преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую и запоминание изображения. После этапа ввода начинается этап обработки изображения. Анализ изображения представляет собой идентификацию объектов и получение их количественных и качественных характеристик.
В основу работы было положено исследование поражения вирусом простого герпеса ЦНС методом компьютерного анализа изображений. Целью работы является изучение геометрических характеристик пораженных клеток, измерение зависимости этих характеристик от длительности заболевания. Также ставилaсь задача на основе полученных результатов получить систему уравнений, описывающую модель течения заболевания.
В первой главе дипломной работы дана краткая характеристика свойств вируса, описана его роль в патологии человека. Рассмотpены особенности поражения вирусом простого герпеса нервной системы.
Во второй глaве описываются основные методы изучения нервных тканей, рассматривается методика исследования клеток, пораженных ВПГ. Приводятся основные принципы и методы математической обработки изображений, дается описание системы ввода изображений “Биоскан-АТ”
В третьей главе описана методика экспериментов, приведены результаты и проведен их анализ. На основе полученных результатов построена система уравнений, описывающая модель течения заболевания.
ГЛАВА 1. Герпес и его роль в патологии человека.
Среди вирусных заболеваний герпес занимает одно из ведущих мест. Это обусловлено повсеместным распространением вируса простого герпеса , многообразием клинических проявлений заболевания и, как правило, хроническим его течением, а также различными путями передачи возбудителя инфекции. Герпес может сопровождаться поражениями ЦНС (энцефалит, миелит, энцефаломиелит), глаз (кератит, кератоконъюнктивит, увеит), печени (гепатит новорожденных и взрослых), слизистых оболочек (стоматит, афтозные язвы, поражение гениталий) и кожных покровов (экзема, везикулярные высыпания). По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), заболевания, обусловленные ВПГ, занимают второе место (15,8%) после гриппа (35,8%) как причина смертности от вирусных инфекций Следует отметить уже выявленную этиологическую и патогенетическую роль ВПГ (особенно ВПГ типа 2 - ВПГ2) при раке шейки матки, что предопределяет онкологический аспект проблемы.
На территории бывшего СССР по данным, собранным вирусологами и специалистами по кожным, глазным и стоматологическим заболеваниям, число только госпитализированных в стационары больных превышает 2,5 млн. в год. Значительно больше больных лечатся в амбулаториях и