МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ МИКРОБНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИСБИОТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ КОСМОНАВТОВ

© З.О.Соловьёва, М.А.Скедина, Я.Ф.Панина, В.К.Ильин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2013 г.

Проблема текущего контроля состояния микрофлоры лиц, находящихся в изменённой среде обитания (космонавтов, водолазов, других операторов герметично замкнутых объектов), является одной из важнейших проблем современной авиакосмической медицины, так как отсутствуют средства её оперативного контроля.

Система автоматизированного анализа изображений микробных объектов была создана для решения проблемы оперативного контроля за состоянием микрофлоры и определения микробного статуса с целью раннего выявления дисбиотических сдвигов и снижения риска развития воспалительных заболеваний.

Работа системы построена на принципе цифровой микроскопии окрашенных по Граму препаратов нативных мазков, взятых из различных биотопов человека, и автоматическом распознавании на полученном изображении микробных объектов по предварительно заданным характеристикам. Реализация принципа на практике требует помимо стандартизации процесса приготовления препаратов (нанесение материала на предметное стекло, его фиксацию, окраску полученного препарата), однозначного определения интервалов вариабельности параметров описания каждого типа исследуемых объектов и чёткой настройки цветопередачи в системе автоматизированного анализа.

В связи с этим стала очевидной необходимость создания электронной базы данных изображений микроорганизмов, входящих в состав коменсальной микрофлоры, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, а также построение структурной модели их обобщённого описания на базе накопленных знаний специалистов. Также возникла потребность создания базы данных изображений, отражающих специфику исследуемых биотопов. Без по-настоящему представительной выборки изображений микроорганизмов, учитывающей особенности их распределения по биотопам, невозможно создать высокоэффективную автоматизированную методику.

В ходе решения поставленных задач была проведена модернизация уже имеющейся в составе системы автоматизированного анализа электронной базы данных изображений полей зрения микробного мазка. База данных была пополнена материалом для диагностирования дисбиотических состояний покровных тканей у кандидатов в космонавты и космонавтов. Проведённый статистический анализ геометрических и тинкториальных признаков микробных объектов позволил уточнить параметры процедур обработки изображений, в частности сегментации и распознавания, используемых при автоматическом анализе мазков.

Электронная база данных находится в процессе дальнейшего наполнения. Она позволяет создавать выборки микробных объектов для разработки новых автоматизированных методик. Благодаря наличию в составе системы автоматизированного анализа изображений микробных объектов телемедицинского модуля, электронная база данных может широко использоваться при проведении консультаций и для обучения.