Количественная оценка нервно-мышечных нарушений на основе текстурного анализа изображений ядерного магнитного резонанса

Международный белорусско-французский проект БРФФИ-CNRS Ф11Ф-005
«Количественная оценка нервно-мышечных нарушений
на основе текстурного анализа изображений ядерного магнитного резонанса» (2011-2013гг.)

Целью работы является разработка базовой концепции методики анализа медицинских изображений посредством улучшения универсальных характеристических признаков изображений и их использования для количественной интерпретации областей мышц на изображениях ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Количественная интерпретация изображений ЯМР мышц зачастую усложнена вследствие особенностей физических принципов их формирования. Наблюдение за нарушениями в мышцах на основе изображений в большинстве случаев проводится посредством субъективной (качественной) оценки, на которую могут оказывать влияние вызванные участием человека факторы. Научная идея и новизна проекта состоит в использовании такого метода текстурного анализа как многомерные матрицы совместной встречаемости, а также выделение локальных текстурных признаков, что должно позволить создать более мощные инструменты для поддержки неинвазивной диагностики и оценки лечения.

Возможными областями использования результатов исследования являются компьютеризированная поддержка анализа изображений ЯМР для неинвазивных обследований нервно-мышечных заболеваний и оценки терапевтических вмешательств. Например, посредством использования методики количественной оценки структурных изменений в мышцах и их эволюции с развитием нервно-мышечных нарушений могут иметь влияние на:

а) долгосрочные обследования в контексте естественной истории нервно-мышечных заболеваний, при которых важно охарактеризовать каждую мышцу и различные этапы ее деградации. Это должно быть полезным для диагностических целей и лучшего понимания миопатии (наследственных болезней мышц);

б) оценку терапевтических вмешательств, при которых необходимо иметь количественную информацию об эффекте воздействия на мышцу после применения некоторой конкретной терапии.

Исполнители задания:

Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси

Институт Миологии, группа госпиталей Питие-Салпетриер, Париж, Франция Institute of Myology, G.H. Pitie-Salpetriere, Paris, France)

Участники проекта:

От Беларуси:
Александр Тузиков (д.ф.-м.н., профессор),
Василий Ковалев (к.т.н.),
Эдуард Снежко (к.т.н.),
Игорь Сафонов (аспирант),
Алексей Шукелович (аспирант)

От Франции:
Пьер Карлье (Pierre Carlier, MD, PhD),
Томас Войт (Thomas Voit, MD, Professor),
Нора Аззабу (Noura Azzabou, PhD)

Список литературы:

[1] Herlidou S, Rolland Y, Bansard JY, Le Rumeur E, de Certaines JD (1999) Comparison of automated and visual texture analysis in MRI: characterization of normal and diseased skeletal muscle. Magn Reson Imaging 17(9):1393–1397

[2] Garrood P, Hollingsworth KG, Eagle M, Aribisala BS, Birchall D, Bushby K, Straub V. MR imaging in Duchenne muscular dystrophy: quantification of T1-weighted signal, contrast uptake, and the effects of exercise. Journal of Magnetic Resonance Imaging. Volume 30, Issue 5, pages 1130–1138, November 2009

[3] Shelton GD, Engvall E. Canine and feline models of human inherited muscle diseases. Neuromuscul Disord 2005;15:127–38.

[4] Valentine BA, Cooper BJ, de Lahunta A, O’Quinn R, Blue JT. Canine X-linked muscular dystrophy. An animal model of Duchenne muscular dystrophy: clinical studies. J Neurol Sci 1988;88:69–81.

[5] Characterization of dystrophic muscle in golden retriever muscular dystrophy dogs by nuclear magnetic resonance imaging J.-L. Thibaud, A. Monnet, D. Bertoldi, I. Bartheґleґmy, S. Blot, P.G. Carlier. Neuromuscular Disorders 17 (2007) 575–584.

[6] Claeys KG, Pellissier JF, Garcia-Bragado F, Weis J, Urtizberea A, Poza JJ, Cobo AM, Stoltenburg G, Figarella-Branger D, Willems PJ, Depuydt CE, Kleiner W, Pouget J, Piraud M, Brochier G, Romero NB, Fardeau M, Goebel HH, Bönnemann CG, Voit T, Eymard B, Laforet P. Myopathy with hexagonally cross-linked crystalloid inclusions: Delineation of a clinico-pathological entity. Neuromuscul Disord. 2010 Jul 15