Johdanto

Yksi syövän ennustetekijä on kasvaimen koko. Rintarauhasen karsinoomassa riittää tieto kasvaimen laajimmasta läpimitasta (1). Prostatasyövässä tulee kyseeseen kasvaimen tilavuus ja prosenttiosuus (2). Prostatan tilavuuksia on mitattu morfometrisesti ristikkomenetelmällä (3), suurimman syöpäpesäkkeen poikkimitalla (4) ja myös tietokoneavusteisesti (5,6).

Histologisten näytteiden morfometriaan on olemassa kaupallisia ohjelmia, jotka vaativat kalliin, mikroskooppiin liitettävän digitaalisen kameralaitteiston. Lisäksi ohjelmat on tehty kattamaan kaikki mahdolliset morfometriset tarpeet, jolloin niistä on tullut hankalia käyttää. Seuraavassa esitetään yksinkertainen tietokoneohjelma TuuTi (TT), jolla saadaan riittävän tarkka prosenttiosuus syöpäalueesta ja prostatan osalta myös syövän tilavuus, mikäli preparaatin mitat on taltioitu ennen leikkelyä. TT käyttää tavallista kuvanlukijaa ja tietokonetta. Erikoislaitteistoa ei tarvita. Mittauksen voi suorittaa myös avustaja, kun patologi on ensin rajannut tutkittavan alueen mikroskoopilla.

Menetelmä

Menetelmä perustuu kuvanlukijalla tehtyyn tallennukseen eli skannaukseen ja kuvan muokkaukseen. Tähän käytetään TTwain-komponenttia (7) ja Delphillä ohjelmoitua yksinkertaista kuvankäsittelyohjelmaa, jolla kuvan tallennuksen jälkeen poistetaan ylimääräinen tausta ja turhat värisävyt. Kohde voi olla histologinen leike, leikesarja tai mikä tahansa BMP-muotoon tallennettu makroskooppinen tai mikroskooppinen kuva. Rajaustyökaluilla ja kuvan kokoa muuttamalla muodostetaan mitattava alue. Toleranssia eli peittävyyttä säätämällä voidaan määrittää, miten lähellä kuva-alkioiden eli pikseleiden arvojen on oltava, jotta ne voidaan peittää eli täyttää samalla värillä. Suuri toleranssi peittää helposti koko kuvan yhdellä värillä ja pienellä toleranssilla on vaikea maalata yhtenäisiä pintoja. Muokkauksen jälkeen on kuvassa jäljellä vain neljä väriä: valkoinen, turkoosi, purppura ja musta. Värien pikselimääristä voidaan laskea kasvaimen pinta-ala ja tilavuus. Oikea mitoitus saadaan esimerkiksi aluslasin leveydestä, joka on yleensä 26 mm tai kuvaan voidaan liittää viivain skannauksen yhteydessä.

Histologiset leikkeet valmistetaan normaalisti ja värjätään Hematoxylin-Eosin (HE) väriaineella. Tämän jälkeen patologi rengastaa lasilla olevat syöpäalueet teräväkärkisellä mustalla kynällä. Piirretyn rajan on oltava yhtenäinen, jotta täyttötyökalun eli "maalipurkin" väri ei karkaa tuumorialueen ulkopuolelle kuvankäsittelyn yhteydessä. Kuvanlukija voi olla mikä tahansa kaupallinen laite. Leikkeet ryhmitellään kuvanlukijan lasille leikepuoli alaspäin (kuva 1).

Kuva 1.

Tämän jälkeen painetaan "Esikatselu"-painiketta (Prescan/Preview). Esikatseluikkunassa rajataan leikealue ja viivain sopivan kokoiseksi. Kuva luetaan tallennus-painikeella (Scan) 24-bittisessä RGB-tilassa esimerkiksi 200 x 200 kuvapisteen tarkkuudella, jonka jälkeen se aukeaa TT-ohjelman katseluikkunassa (kuva 2).

Kuva 2.

Kuva tallennetaan tässä vaiheessa. Samalla TT-ohjelma muuttaa automaattisesti 24- bittisen kuvan 16-bittiseksi, jolloin sitä on helpompi käsitellä ohjelmallisesti. Kuva avataan uudestaan ja pienennetään niin, että kuva kokonaisuudessaan mahtuu TT-ohjelman katseluikkunaan. Turhat osat voidaan rajata pois rajaustyökalulla ja pyyhekumilla. Pientä kuvaa on helpompi muokata ja pinta-alojen laskenta nopeutuu.

Varsinainen kuvan muokkaus tapahtuu TT-ohjelmassa seuraavasti. Ensin määritellään oikea mitoitus. Se saadaan piirtämällä omalla työkalulla viiva kahden skannatun mittapisteen välille (kuva 3), jolloin ohjelma laskee automaattisesti pikseleiden määrän mittayksikköä kohden, joka tallentuu automaattisesti. Luonnollinen arvo kirjoitetaan editointi-ikkunaan. Tämän jälkeen pyyhitään mitta-alue pois, jotta sen värit eivät häiritse lopullista laskentaa. Rengastettu karsinooma-alue täytetään purppuralla ja sen jälkeen muu kudos turkoosilla sekä tausta valkoisella, johon löytyvät omat painikkeet. Käyttämällä toleranssin oletusarvoa 30 saadaan muutamalla hiiren painalluksella pinta-ala täytettyä. Täyttöä voidaan nopeuttaa säätämällä toleranssia suuremmaksi. Ohjelma ilmoittaa apuikkunalla ja vihreällä vilkulla, milloin täytevärien suhteellinen osuus koko kuvasta on sopiva, jotta pinta-ala voidaan laskea. Se on säädetty 90 %:iin, joka sallii muutaman ylimääräisen värin.

Kuva 3.

Jos väri karkaa alueen ulkopuolelle voidaan syöpärengasta paikata mustalla kynällä ja täyttää se uudestaan. Toleranssin säätö pienemmäksi estää myös värin karkailun tehokkaasti, mutta lisää hiirellä tehtävää työtä. Jos kudoksen tai taustan alueelle jää suurempia alueita täyttämättä, voidaan alueet pyyhkiä ohjelman pyyhekumilla ja täyttää maalipurkilla. Tarkoituksena on siis saada tausta mahdollisimman valkeaksi ja tuumorin täyteväriksi purppura ja normaalin kudoksen alueelle turkoosi (kuva 3). Musta lasketaan mukaan turkoosivärin pikseleihin. Ohjelmassa ei ole mukana peru-käskyä, joten kuva kannattaa välillä tallentaa. Kun värit on saatu optimoitua eli supistettua neljään, suorittaa ohjelma tarvittavat laskelmat.

Painamalla "Laske"-painikkeita saadaan syöpäalueen pinta-alaprosentti ja todellinen pinta-ala. Prostatan osalta ohjelma laskee prostatan tilavuuden, syövän tilavuuden ja syövän prosenttiosuuden, jos prostatan mitat on syötetty tarvittaviin editointi-ruutuihin. Prostatan tilavuus lasketaan kaavalla 4/3 * pii * (pituus/2 * leveys/2 * korkeus/2). Kuva ja mittaustulos voidaan lopuksi tulostaa ja tallentaa (kuva 4).

Kuva 4.

Pohdinta

Nykyiset kuvanlukijat ovat edullisia ja niiden CCD-kennot ovat tarpeeksi herkkiä lukemaan histologisia leikkeitä TT-ohjelmaan. Käytetty TTwain-komponentti ohjaa eri valmistajien kuvanlukijoiden TWAIN-ajuriohjelmia. Sillä voi lukea kuvia suoraan eri kuvankäsittelyohjelmiin eli tässä tapauksessa riisuttuun TT-kuvankäsittelyohjelmaan. Olemme käyttäneet TT-ohjelmaa prostatatilavuuden määrittelyssä ja todenneet sen nopeaksi ja helppokäyttöiseksi, koska mitään erikoislaitteistoa ei tarvita tavallisen kuvanlukijan lisäksi. Ohjelma ei tulkitse yksittäisiä soluja, koska kuvanlukijan erottelukyky ei siihen riitä; siihen tarvittaisiin mikroskooppiin liitettyä kameraa.

TT-ohjelmalla saadut arvot ovat vertailukelpoisia PikseliProstata- (PP) (5,6) ja ristikkomenetelmällä (3,4) saatuihin tuloksiin. Ohjelmien periaate kuitenkin eroaa siten, että PP-ohjelmassa ei tarvita kuvanlukijaa. PP-ohjelma laskee syövän tilavuuden käyttäen pinta-alaa ja lieriön paksuutta. Tällöin katkaistun pallosegmentin reunalle saattaa jäädä syöpäalue, joka ei tule esille histologisessa leikkeessä. TT-ohjelma puolestaan käyttää laskennassa leikkeiden ja syövän pinta-aloja sekä prostatan tilavuusprosenttia, jolloin syövän suhteellisesta osuudesta tulee hieman suurempi. Erot ohjelmien antamissa tuloksissa ovat kuitenkin vain prosentin osia.

Ohjelma soveltuu myös muuhun kliiniseen käyttöön, kun tarvitaan yksinkertaista pinta-alan määritystä. Ohjelmaa voisi ajatella käytettäväksi pigmenttiluomen kasvun seurannassa, palovamman tai ihosiirrännäisen pinta-alan määrityksessä sekä röntgenkuvassa näkyvän tuumorin pinta-alan laskemisessa. Tällöin tarvitaan vain BMP-muodossa tallennettu kuva ja siihen liitetty mitta-asteikko, jonka jälkeen kuva siirretään tietokoneelle ja avataan TT-ohjelmalla laskentaa varten. Ohessa artikkeli Erikoislääkärilehdestä (2007) "TuuTi auttaa tuumorin tilavuuden määrityksessä."