МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ  ПОКАЗАТЕЛИ  КРИСТАЛЛОГРАФИИ  РОТОВОЙ  ЖИДКОСТИ  У  ПАЦИЕНТОВ  МОЛОДОГО  ВОЗРАСТА

Король  Дмитрий  Михайлович

д-р  мед.  наук,  зав.  кафедрой  пропедевтики  ортопедической  стоматологии,  профессор  Высшего  государственного  учебного  заведения  Украины  «Украинская  медицинская  стоматологическая  академия»,  Украина,  г.  Полтава

Киндий  Дмитрий  Данилович

канд.  мед.  наук,  доцент  кафедры  пропедевтики  ортопедической  стоматологии,  Высшего  государственного  учебного  заведения  Украины  «Украинская  медицинская  стоматологическая  академия»,  Украина,  г.  Полтава

E-mail:  implastika2014@ gmail.com

MORPHOMETRIC  PARAMETERS  OF  CRYSTALLOGRAPHY  OF  ORAL  F LUID  IN  YOUNG  PATIENTS

Korol  Dmitry

head,  Department  of  Prosthetic  Dentistry  Pr opedeutics,  Doctor  of  Medicine,  Professor,  Higher  educational  institution  of  Ukraine  "Ukrainian  Medical  Stomatological  Academy",  Ukraine,  Poltava

Kindiy  Dmitry

associate  Professor,  Department  of  Prosthetic  Dentistry  Propedeutics,  Candidate  in  Medical  Sciences,  Higher  state  educational  institution  of  Ukraine  "Ukrainian  Medical  Stomatological  Academy",  Ukraine,  Poltava

АННОТАЦИЯ

Авторы  статьи  представили  результаты  статистического  анализа  основных  морфометрических  показателей  кристаллограмм  нативной  ротовой  жидкости  полученной  у  лиц  молодого  возраста,  а  именно:  гистограммы  цифрового  изображения,  индекса  фрактальности,  площади  и  периметра  кристаллического  рисунка. 

ABSTRACT

The  authors  presented  the  results  of  a  statistical  analysis  of  the  main  morphometric  parameters  of  crystallogram  of  native  oral  fluid  taken  from  young  people,  namely  the  histogram  of  the  digital  image,  the  fractal  index,  area  and  perimeter  of  a  crystalline  pattern.

Ключевые  слова:  кристаллография;  морфометрия;  индекс  фрактальности;  ротовая  жидкость;  гистограмма.

Keywords:  сrystallography;  histogram;  morphometry;  fractal  index;  oral  fluid;  histogram.

Введение .  Широкое  внедрение  компьютерных  технологий  в  медицине  предопределило  появление  новых  малоинвазивных  методов  диагностики,  заметное  место  среди  которых  занимает  морфометрия  биологических  сред  и  тканей.  Возможность  быстрой  числовой  обработки  и  характеристики  объектов  цифрового  изображения,  открывает  широкие  перспективы  изучения  возможностей  этого  метода  для  диагностики  объективной  клинической  ситуации  в  стоматологии.  Одним  из  вариантов  такого  подхода  является  компьютерная  морфометрия  микропрепаратов  ротовой  жидкости  на  стекле  [1,  с.  36;  4,  с.  147;  5,  с.  450;  6,  с.  362].

Несмотря  на  простоту  и  доступность  способа  анализа  цифровых  изображений,  эта  методика  до  сегодняшнего  дня  не  имеет  надежных  и  информативных  инструментов  числовой  характеристики  кристаллографического  рисунка,  что  делает  суждения  об  особенностях  кристаллограмм  субъективными  и  неточными  [2,  с.  37].

Таким  образом,  целью  нашей  работы  стал  поиск  числовых  морфометрических  значений  кристаллограмм  ротовой  жидкости  у  пациентов  молодого  возраста.  С  целью  получения  максимально  полной  информации,  нами  последовательно  использовались  инструменты,  дающие  общее  представление  о  цифровом  изображении,  уточняющие  информацию  о  геометрии  кристаллической  структуры,  а  также  помогающие  детально  проанализировать  строение  кристалла  в  локальном  участке  [3,  с.  178].

Учитывая  вышесказанное,  нами  были  поставлены  следующие  задачи:

1.  Определить  значения  гистограммы  изображений  исследуемых  кристаллограмм;

2.  Определить  значения  фрактальности  кристаллограмм  в  исследуемой  группе,  в  качестве  числовой  характеристики  геометрии  образцов;

3.  Определить  значения  площади  и  периметра  кристаллов  при  более  детальном  цифровом  анализе  локальных  участков  кристаллограмм.

Материалы  и  методы.  Объектом  исследования  стали  микропрепараты  нативной  ротовой  жидкости  на  стеклянной  подложке  в  количестве  62  образцов,  полученных  путем  прямой  клиновидной  дегидротации.

Предмет  исследования:  числовые  показатели  кристаллической  структуры  дегидратированной  ротовой  жидкости. 

Исследование  проводилось  на  базе  научной  лаборатории  кафедры  пропедевтики  ортопедической  стоматологии  Высшего  государственного  учебного  заведения  Украины  «Украинская  медицинская  стоматологическая  академия»  (г.  Полтава).  В  исследовании  принимали  участие  пациенты  1994—1996  годов  рождения,  обратившиеся  к  стоматологу  с  целью  профилактического  осмотра,  давшие  добровольное  и  осведомленное  согласие  на  использование  результатов  работы  в  научных  целях.

Условием  отбора  образцов  для  дальнейшего  анализа  являлся  их  полноценный  кристаллической  рисунок  без  признаков  завоздушивания  жидкости  с  образованием  пузырей.

Оптические  характеристики:  4-кратное  увеличение  линзы  в  сочетании  с  цифровой  камерой,  40  %  поля  видимости;  расширение  изображения.

Анализ  кристаллограмм  проводился  при  помощи  оптического  микроскопа 

Levenhuk  D50L  NG,  цифровой  камеры  Levenhuk  DEM  200,  програмного  пакета  захвата  и  обработки  изображения  Levenhuk  ToupView  и  ImageJ  V1.48.

Результаты  последовательного  использования  плагинов  програмного  пакета  ImageJ  V1.48  представлены  в  сводной  таблице.

Статистическая  обработка  данных  проводилась  при  помощи  инструментов  программы  StatsPad  for  IOS.  Графическими  и  математическими  методами  параметрического  и  непараметрического  анализа  проведена  оценка  средних  значений.  Проведена  проверка  гипотезы  о  соответствии  распределения  значений  выборки  нормальному  закону.

Результаты  работы.  Полученные  данные  были  внесены  в  сводную  таблицу.  С  помощью  графических  методов  была  сделана  первичная  оценка  соответствия  распределения  полученных  значений  предполагаемому  распределению  в  популяции.  Графический  анализ  полученных  средних  значений  гистограмм  кристалографических  изображений  показал  условное  соответствие  распределения  в  выборке  нормальному.  Таким  образом,  мы  ограничились  основными  характеристиками  нормального  распределения  этого  признака  (рис.  1).

Анализ  нормальности  распределения  Andersen-Darling  не  позволил  отмести  нулевую  гипотезу  соответствия  значений  гистограмм  в  выборке  закону  нормального  распределения.  Таким  образом,  среднее  значение  (Mean)  этого  показателя  составило  104,834  у.е.

Рисунок  1   Статистическая  характеристика  гистограмм  кристаллографических  изображений  в  выборке

Графический  анализ  индекса  фрактальности  кристалограмм  заставил  усомниться  в  параметричности  значений  в  выборке,  что  было  подтверждено  при  помощи  анализа  Andersen-Darling  (рис.  2).

Рисунок  2   Статистическая  характеристика  индекса  фрактальности  кристаллограмм

Среднее  значение  индекса  фрактальности  в  исследуемых  образцах  составило  1,578,  максимальное  значение  равнялось  1,690,  минимальное  —  1,416.  Значения  индекса  для  первого  и  третьего  квартилей  составило  соответственно  1,534  и  1,629,  с  межквартильным  размахом  в  0,095.

Статистический  анализ  распределения  значений  площади  кристаллов  в  соответствии  с  нормальным  законом  так  же  дал  ложно  положительный  результат,  связанный  с  небольшим  числом  наблюдений  (рис.  3).

Рисунок  3   Статистический  анализ  площади  кристаллов  в  образцах

Среднее  значение  площади  кристаллов  составило  53,400  пикселя.  При  этом,  максимальное  значение  в  исследуемой  выборке  равнялось  75,079  пикселя,  а  минимальное  —  10,468  пикселя,  средние  показатели  в  первом  и  третьем  квартиле  составили  соответственно:  44,877  и  61,054  пикселей.

Рисунок  4   Статистический  анализ  периметра  кристаллов  в  образцах

Нулевая  гипотеза  о  соответствии  показателей  периметра  кристаллов  в  исследуемой  группе  закону  нормального  распределения  была  отвергнута.  Одним  из  объяснений  этому  может  быть  малое  число  наблюдений  в  сочетании  с  достаточно  широким  разбросом  значений  от  максимального  (259,182  пикселей)  до  минимального  (31,001  пикселей).  (Рис.  4).

Среднее  значение  периметра  кристаллов  в  группе  наблюдения  составило  77,315  пикселей.  Средний  показатель  периметра  в  первом  квартиле  —  54,679  пикселя,  а  в  третьем  —  89,987  пикселей.

Выводы.  В  результате  статистической  обработки  данных  кристаллограмм  ротовой  жидкости  на  стеклянной  подложке,  полученных  у  лиц  молодого  возраста,  нами  были  получены  средние  значения  гистограммы,  фрактальности,  площади  и  периметра  кристаллов.  Наиболее  устойчивым  к  искажающим  факторам  оказался  показатель  гистограммы,  однако  он  дает  представление  лишь  об  общей  цветовой  напыщенности  изображения. 

Поэтому,  наиболее  перспективным  по  нашему  мнению  является  дальнейшее  изучение  принципа  фрактальности,  а  также  фактора  соотношения  площади  и  периметру  в  сложных  кристаллических  изображениях.

Остается  открытым  вопрос  о  степени  необходимого  (4-  или  10-кратное)  увеличения  изображения  с  целью  детального  исследования  кристаллической  структуры  в  локальном  участке.

Дальнейшие  исследования,  основанные  на  методе  клиновидной  дегидратации  потребуют  унифицированного  подхода  к  методике  забора  материала  и  общей  стандартизации  образцов,  что  безусловно  повысит  достоверность  полученных  результатов.

Список  литературы:

1.Антропова  И.П.  Кристаллизация  биожидкости  в  закрытой  ячейке  на  примере  слюны  //  Клинич.  лаб.  диагностика.  —  1997.  —  №  8.  —  С.  36—38.

2.Денисов  А.Б.  Алгоритм  оценки  кристаллических  фигур,  полученных  при  высушивании  смешанной  слюны  //  Бюллетень  экспериментальной  биологии  и  медицины.  —  2004.  —  Т.  136.  —  №  7.  —  С.  37—40.

3.Король  Д.М.  Застосування  програмного  комплексу  для  кількісного  аналізу  нативних  фацій  змішаної  слини  в  експерименті  /Д.М.  Король  //  Scientific  resources  management  of  countries  and  regions.  Scientific  and  practical  edition:  Copenhagen,  Denmark,  18  July  2014,  Publishing  Center  of  The  International  Scientific  Association  “Science  &  Genesis”,  Copenhagen  ,  2014,  —  p.  178—185.

4.Максимов  С.А.  Взаимосвязь  темпов  старения  и  показателей  кристаллизации  слюны  рабочих  на  химическом  производстве  //  Актуал.  проблемы  биологии.  Томск,  —  2004.  —  Т.  3.  —  №  1.  —  С.  147—  148.

5.Харченко  С.В.,  Корнеева  Г.А.,  Ветров  А.А.  Кристаллическая  структура  ротовой  жидкости,  природа  и  свойства  //  Изв.  АН  СССР.  Сер.  Биол.  —  1988.  —  №  3.  —  С.  450—455.

6.Шатохина  С.Н.,  Шабалин  В.Н.  Морфология  биологических  жидкостей  организма  человека.  М.,  Наука,  2001.  —  361  с.