Фрактальний аналіз мозочка людини за даними магнітно-резонансної томографії: метод дилатації пікселів
DOI:
https://doi.org/10.26641/1997-9665.2020.3.52-58Ключові слова:
фрактальний аналіз, фрактальний індекс, підрахунок квадратів, дилатація пікселів, магнітно-резонансна томографіяАнотація
Актуальність. Застосування фрактального аналізу в якості морфометричного методу дозволяє кількісно охарактеризувати біологічні структури, що мають властивості фракталів, у тому числі й мозочок людини. Адаптація методик фрактального аналізу для оцінки стану структур головного мозку на магнітно-резонансних томограмах є актуальним напрямком сучасної морфології. Мета: визначити значення фрактальної розмірності (ФІ) тканини мозочка за даними магнітно-резонансної томографії за допомогою методу дилатації пікселів. Методи. Дослідження проведене на магнітно-резонансних томограмах головного мозку 120 умовно здорових пацієнтів. Був проведений фрактальний аналіз цифрових зображень магнітно-резонансних томограм мозочка за допомогою методу дилатації пікселів у авторській модифікації. Результати. Встановлено, що середнє значення ФІ тканини черв’яка мозочка в цілому на серединному сагітальному зрізі у режимі Т2 із пороговим значенням яскравості 100 складає 1,691±0,01. Значення ФІ тканини півкуль мозочка складають у паравермальній зоні ліворуч 1,683±0,01, праворуч 1,685±0,01; центральній зоні півкулі ліворуч 1,679±0,01, праворуч 1,672±0,01; крайовій зоні півкулі ліворуч 1,665±0,01, праворуч 1,682±0,01. Ці значення статистично значуще не відрізняються у симетричних ділянках правої та лівої півкуль та не відрізняються від значення ФІ черв’яка мозочка. Підсумок. Фрактальний аналіз за допомогою методу дилатації пікселів може бути використаний для морфометричного дослідження магнітно-резонансних томограм головного мозку. Фрактальний аналіз дозволяє провести об’єктивну оцінку морфофункціонального стану мозочка, що може бути використане для діагностики різних захворювань мозочка та інших структур ЦНС.Посилання
Mandelbrot BB. Fractals – form, chance and dimension. San Francisco: W. H. Freeman;1977. 365 p.
Isaeva VV, Karetin YuA, Chernyshev AV, Shkuratov DYu. Fraktaly i khaos v biologicheskom morfogeneze [Fractals and chaos in biological morphogenesis]. Vladivostok: nstitut biologii morya DVO RAN; 2004. 128 p. Russian.
De Luca A, Arrigoni F, Romaniello R, et al. Automatic localization of cerebral cortical malformations using fractal analysis. Phys. Med. Biol. 2016;61(16):6025–6040.
Squarcina L, De Luca A, Bellani M, et al. Fractal analysis of MRI data for the characterization of patients with schizophrenia and bipolar disorder. Phys. Med. Biol. 2015;60 (4):1697–1716.
Tălu S. Fractal analysis of normal retinal vascular network. Oftalmologia. 2011;55(4):11–16.
Ristanović D, Stefanović BD, Puškaš N. Fractal analysis of dendrite morphology using modified box-counting method. Neurosci. Res. 2014;84:64–67.
Zaletel I, Ristanović D, Stefanović BD, Puškaš N. Modified Richardson's method versus the box-counting method in neuroscience. J. Neurosci. Methods. 2015; 242:93–96.
Akar E, Kara S, Akdemir H, Kiris A. Fractal analysis of MR images in patients with Chiari malformation: The importance of preprocessing. Biomedical Signal Processing and Control. 2017;31:63-70.
Akar E, Kara S, Akdemir H, Kiris A. Fractal dimension analysis of cerebellum in Chiari Malformation type. Computers in Biology and Medicine. 2015;64:179-186.
Wu YT, Shyu KK, Jao CW, Wang ZY, et al. Fractal dimension analysis for quantifying cerebellar morphological change of multiple system atrophy of the cerebellar type (MSA-C). Neuroimage. 2010;49(1):539–551.
Liu JZ, Zhang LD, Yue GH. Fractal dimension in human cerebellum measured by magnetic resonance imaging. Biophys. J. 2003;85 (6):4041–4046.
Stepanenko OYu, Maryenko NI. [Fractal analysis of the human cerebellum white matter]. World of Medicine and Biology. 2017;3(61):145–149. Russian.
Maryenko NI, Stepanenko OYu. [Fractal analysis as a morphometric method in morphology: a pixel dilatation technique in the study of digital images of anatomical structures]. Medytsyna syohodni i zavtra. 2019;1(82):8–15. Ukrainian.
Maryenko NI, Stepanenko OYu. [Two variants of fractal analysis as morphometric method in anatomy: box counting vs pixel dilating technique]. Medytsyna syohodni i zavtra. 2019;2(83):14–22. Ukrainian.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Morphologia
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
