Informatyka Biomedyczna

dr inż. Martin Tabakow

Zespół Informatyki Biomedycznej Katedry Inteligencji Obliczeniowej prowadzi badania nad wprowadzeniem szybszej i tańszej metody diagnostyki stopnia nadekspresji białka HER-2/neu, już na poziomie badania immunohistochemicznego (IHC), poprzez zaawansowaną analizę obrazów histopatologicznych pobranych z mikroskopów medycznych.

Zespół Informatyki Biomedycznej Katedry Inteligencji Obliczeniowej prowadzi badania nad tworzeniem zaawansowanych algorytmów do rekonstrukcji 3D wybranych struktur patologicznych, takich jak krwiaki, guzy mózgu itd., wyodrębnionych z obrazów Tomografii Komputerowej lub Rezonansu Magnetycznego. Badania obejmują również wprowadzenia algorytmów automatycznej segmentacji obszarów zawierających szukane obszary patologiczne.

Histopatologia
510735_6 510735_6-seg 510735_6-kl

 HER-2/neu (ang. human epidermal growth factor receptor 2) to kinaza tyrozynowa związana z błoną cytoplazmatyczną, która ulega nadekspresji w 20-30% raków przewodowych gruczołu piersiowego. Nadekspresja tego białka w przypadkach raka przewodowego gruczołu piersiowego stanowi niekorzystny czynnik prognostyczny wiążąc się z agresywnym wzrostem tego nowotworu. Jednakże ostatnie postępy w rozwoju nowoczesnych leków, jakimi są przeciwciała monoklonalne sprawiły, że możliwa stała się skuteczna terapia raków przewodowych gruczołu piersiowego, w których dochodzi do nadekspresji HER-2/neu (HER-2+). Trastuzumab (nazwa handlowa Herceptin), humanizowane przeciwciało monoklonalne skierowane przeciwko HER-2/neu, blokuje przekazanie sygnału proliferacyjnego poprzez kaskadę kinaz do jądra komórkowego co skutkuje zahamowaniem wzrostu komórek nowotworowych.

Warunkiem skutecznej odpowiedzi na leczenie trastuzumabem jest potwierdzona nadekspresja białka HER-2/neu. W tym celu, dla wielu przypadków tzw. niejednoznacznych, nadekspresją tego białka dodatkowo potwierdzana jest testem metodą FISH.

http://www.tvn24.pl/wroclaw,44/system-komputerowy-pomoze-onkologom-wykryc-raka,509028.html

http://www.gazetawroclawska.pl/artykul/3752677,wroclawski-pomysl-na-walke-z-rakiem-komputer-postawi-diagnoze,id,t.html

Tomografia / Rezonans Magnetyczny

Kluczowe znaczenie w nowoczesnej medycynie odgrywają techniki obrazowania takie jak: RTG, tomografia komputerowa (TK), rezonans magnetyczny (MR),  pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa (PET), tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT) oraz ultrasonografia (USG). Niemniej jednak, same obrazowane jest niewystarczające – w celu właściwej diagnostyki, niezbędne są narzędzia informatyczne, które umożliwiają rozpoznanie wizualizowanych struktur anatomicznych. Pierwszym etapem analizy medycznej informacji obrazowej, stanowi tzw. segmentacja obrazu, która ma na celu automatyczne lub semi-automatyczne wyodrębnienie struktur anatomicznych i/lub patologicznych z obrazów. Właściwa segmentacja struktur, które stanowią ‘obszary zainteresowania’ dla lekarzy, jest bardzo istotna w ramach analiz ilościowych w każdej dziedzinie medycyny, która opiera się na obrazowaniu.

Następnym krokiem po segmentacji obrazu, stanowi proces rozpoznania i/lub rekonstrukcji 3D wyodrębnionych obszarów. Proces rozpoznania dostarcza istotne informacje dotyczące analizowanych struktur anatomicznych lub patologicznych. Rekonstrukcja 3D z drugiej strony, umożliwia bardzo dokładną wizualizację badanych struktur. Obie procedury istotnie wspomagają prace lekarzy, w szczególności planowanie zabiegów neurochirurgicznych.

1-TK