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Mammakarzinomgrading durch automatisierte Bildverarbeitung R. J. Seufe rt, I' W Casper. R. E.llerzoq", I' G. Knaostetn
Z usam me n rassu ng
Die Therap ie des Marnrnak arzmorns e rforde rt in zunehme nde m MaBe eine Ind ividu alisieru ng. Durch die automatische Bilda nal yse ste ht fur da s Kern gr adin g eine neue w irkungsvolle Met hod e zur Verfii -
ste he n ko mpliz ierte Prozesse , die mit Anderu ngen des DNA-Gehaltes und der Kernstruktur e inhe rge he n . Ubor e ine Feulgen-F a rbung sind diese Vorgange darst ellbar (10 ). Eine digita le Erfass ung und co mput erg esttitzte Auswe rtung d ies er Vorga nge sc he ite rte bish er vor a llem a n in effektiven Algor ithme n . de r un zureic henden Rechen leistung vor ha nde ner Comp uter und man ge lhaft cr Software.
gung, die objektivierb are Prognoseparameter liefert und neb en der ko nvention ellen Histologic zune hme nd fur die DilTerentialthera pie herangezoge n wa rde n k6 nnte.
Grading of Car cinoma of th e Breast by Automatic Image Processing Individu al o nco logica l thera py of ca rci noma of th e br east dep e nd s on informatio n on the individ ua l prognosi s a nd mali gnancy. Image processin g a nd a nalysis of the digita l str uctu re of th e ce llular nucl eu s a dd s new prognosti c data to sta ndard morphological and biochem ica l pa ram et e rs and should be used for further indi vid ua lisa tion of on cological th erap y.
Ei ne fortgeschritten e PC-Techno logie in Verbindung mit para llel a rb eit e nd en Tra ns puter n er moglicht die Ana lyse komplexe r bilda na lytischer vorga nge und macht ihren Einsatz in de r quantitative n Morphologic miiglich (7).
Ziel der vorliege nde n Stud ie wa r die Scha ffun g und Uber prufung gee ignete r Algortthme n. ihre Programmier ung und d ie Beu rteilung ihrer Bede utun g fUr d ie Ma lignitatsabscha tzung be im Ma mmaka rzinorn . Die w ertigkeit so llte mit den beka nnten Prognosefa ktore n vergliche n werde n . Material und Methode
Ein lei tu ng Die Thera pie des Ma mmakarz ino ms e rfordert in zune hmende m MaBe ei ne Individuali sier ung. die nur ub er e ine ge na ue Ke nntni s der Pro gnose im Einzelfa ll rnoglich erscheint. Paramet er. d ie uber e ine brust erhaltende Th e rap ie od er e ine Che mo the rapie e ntsche ide n, so llten sich hier bei zune h me nd a n objektivierba ren Gro bon orientieren und die Dyna mik de r Tumorbiologie berucksichtige n. Die bekan nten morpholo gischen Para meter e rla ube n vielfac h nur e ine un zureichende Orie nt ierung. Dem Gradi ng rnub a ls beso nd ere Kritik e ine sta r k un tersu che ra bha ngige Beurteilu ng a nge lastet we rd en mit Ube reins tim munge n in nur 65 - 69 % (4, 11). Eine Objekt ivierun g morp hologischer Eln flub grofl e n ist ube r eine Rildanalyse rnogllch, d ie untersuchungsa bha ng lg eine Qua ntifi zierung des Me rkm a ls erlaubt (3, 7). Im Mlttelp unkt des Malig nitiitsgesch eh e ns
Gcburtsh. u. Frauenheil k. 51 (1991) 980 -983
ID Georg Thie me Verlag Stuttga rt- New York
Zur Erfass ung und Quantifizieru ng der aufgetretenon Chromati nver a nderu ngen wurden Abklatsch pra parate von 94 Mammakar zincm en des Tumorstadi ums T2 heran gezogen un d eine Acriflavin-Feulgen-Farbung dur chgeftihrt. Alle Patien tin nen wa ren zum Diagnosezeitpun kt postmenopausa l. Bei a lien Patientinne n wurde eine modiflzierte Hadikalope ra tion nach Patey dur chgcftihr t und postopera tiv folgte eine Horm onb ehand lung tiber 2 Jah re. Nur Patie ntln nen. die tlber den gosa mten Nachbeobachtu ngszeitraum in unsere r Tumorn achsorge betreut wu rde n. wur den in die Studie a ufgenom men . Eine Nachunters uchung er foIgte alle 3 Mon ate. wobei bel Rezidivverdac ht einc histo!ogische Sicherung an gestre bt wu rde. Zur Ana lyse kamen von jeder Pat ien tin 250 l U mor zellen . die rnittels des Forsc hungs mikroskopes der Firma Leitz MPV2 im UV- Bcrcich dar gestellt wurde n. In 25 ver schiedene n Gcsichtsfe!dern pro Prap arat wu rden 10 Tumorzellen au sgcwahlt. die 10 Fixpu nkten im Gltte rokular am nach sten lagen . Nach Aufnahm e de s Zellkcrns mittels der CCD·Videocamera Panaso nic Cl l00 und nach Digitalisier ung dur ch die Oigitalisicrungskar te ME lC der Firm a Digithurst lag das Bild im MIF Format vor und erlaubte die Anwendung bildverarbeite nder Prozed uren. Das BUd wurde in 3 Farbbereichen mit einer Farb tiefe von 256 Grau we rte n in einer Aufldsung von 64 0 x 4-80 Pixel a ufgenommen . 4
Nach Aufarbeitung in cinem Vorrechner. der au ch die Bilddar stellung uber na hm. wurden d urch einen Persona l Compute r mit Intcl 804 86 Prozessor bei 33 MHz Taktfrequcnz und Weite k Coprozessor 4 167 und Fouri era naiysctr a nsputer die
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Universitatsfrau en klinik Ma inz (Direktor: Prof. Dr. I~ G. Kna pstelnl Eva ng. Krankenh a us Honn-Bad Godesbe rg"
,\ !amllw karzillomgm dillg
Mammakarzinomgrading durch automatisierte Bildverarbeitung R. J. Seufe rt, I' W Casper. R. E.llerzoq", I' G. Knaostetn
Z usam me n rassu ng
Die Therap ie des Marnrnak arzmorns e rforde rt in zunehme nde m MaBe eine Ind ividu alisieru ng. Durch die automatische Bilda nal yse ste ht fur da s Kern gr adin g eine neue w irkungsvolle Met hod e zur Verfii -
ste he n ko mpliz ierte Prozesse , die mit Anderu ngen des DNA-Gehaltes und der Kernstruktur e inhe rge he n . Ubor e ine Feulgen-F a rbung sind diese Vorgange darst ellbar (10 ). Eine digita le Erfass ung und co mput erg esttitzte Auswe rtung d ies er Vorga nge sc he ite rte bish er vor a llem a n in effektiven Algor ithme n . de r un zureic henden Rechen leistung vor ha nde ner Comp uter und man ge lhaft cr Software.
gung, die objektivierb are Prognoseparameter liefert und neb en der ko nvention ellen Histologic zune hme nd fur die DilTerentialthera pie herangezoge n wa rde n k6 nnte.
Grading of Car cinoma of th e Breast by Automatic Image Processing Individu al o nco logica l thera py of ca rci noma of th e br east dep e nd s on informatio n on the individ ua l prognosi s a nd mali gnancy. Image processin g a nd a nalysis of the digita l str uctu re of th e ce llular nucl eu s a dd s new prognosti c data to sta ndard morphological and biochem ica l pa ram et e rs and should be used for further indi vid ua lisa tion of on cological th erap y.
Ei ne fortgeschritten e PC-Techno logie in Verbindung mit para llel a rb eit e nd en Tra ns puter n er moglicht die Ana lyse komplexe r bilda na lytischer vorga nge und macht ihren Einsatz in de r quantitative n Morphologic miiglich (7).
Ziel der vorliege nde n Stud ie wa r die Scha ffun g und Uber prufung gee ignete r Algortthme n. ihre Programmier ung und d ie Beu rteilung ihrer Bede utun g fUr d ie Ma lignitatsabscha tzung be im Ma mmaka rzinorn . Die w ertigkeit so llte mit den beka nnten Prognosefa ktore n vergliche n werde n . Material und Methode
Ein lei tu ng Die Thera pie des Ma mmakarz ino ms e rfordert in zune hmende m MaBe ei ne Individuali sier ung. die nur ub er e ine ge na ue Ke nntni s der Pro gnose im Einzelfa ll rnoglich erscheint. Paramet er. d ie uber e ine brust erhaltende Th e rap ie od er e ine Che mo the rapie e ntsche ide n, so llten sich hier bei zune h me nd a n objektivierba ren Gro bon orientieren und die Dyna mik de r Tumorbiologie berucksichtige n. Die bekan nten morpholo gischen Para meter e rla ube n vielfac h nur e ine un zureichende Orie nt ierung. Dem Gradi ng rnub a ls beso nd ere Kritik e ine sta r k un tersu che ra bha ngige Beurteilu ng a nge lastet we rd en mit Ube reins tim munge n in nur 65 - 69 % (4, 11). Eine Objekt ivierun g morp hologischer Eln flub grofl e n ist ube r eine Rildanalyse rnogllch, d ie untersuchungsa bha ng lg eine Qua ntifi zierung des Me rkm a ls erlaubt (3, 7). Im Mlttelp unkt des Malig nitiitsgesch eh e ns
Gcburtsh. u. Frauenheil k. 51 (1991) 980 -983
ID Georg Thie me Verlag Stuttga rt- New York
Zur Erfass ung und Quantifizieru ng der aufgetretenon Chromati nver a nderu ngen wurden Abklatsch pra parate von 94 Mammakar zincm en des Tumorstadi ums T2 heran gezogen un d eine Acriflavin-Feulgen-Farbung dur chgeftihrt. Alle Patien tin nen wa ren zum Diagnosezeitpun kt postmenopausa l. Bei a lien Patientinne n wurde eine modiflzierte Hadikalope ra tion nach Patey dur chgcftihr t und postopera tiv folgte eine Horm onb ehand lung tiber 2 Jah re. Nur Patie ntln nen. die tlber den gosa mten Nachbeobachtu ngszeitraum in unsere r Tumorn achsorge betreut wu rde n. wur den in die Studie a ufgenom men . Eine Nachunters uchung er foIgte alle 3 Mon ate. wobei bel Rezidivverdac ht einc histo!ogische Sicherung an gestre bt wu rde. Zur Ana lyse kamen von jeder Pat ien tin 250 l U mor zellen . die rnittels des Forsc hungs mikroskopes der Firma Leitz MPV2 im UV- Bcrcich dar gestellt wurde n. In 25 ver schiedene n Gcsichtsfe!dern pro Prap arat wu rden 10 Tumorzellen au sgcwahlt. die 10 Fixpu nkten im Gltte rokular am nach sten lagen . Nach Aufnahm e de s Zellkcrns mittels der CCD·Videocamera Panaso nic Cl l00 und nach Digitalisier ung dur ch die Oigitalisicrungskar te ME lC der Firm a Digithurst lag das Bild im MIF Format vor und erlaubte die Anwendung bildverarbeite nder Prozed uren. Das BUd wurde in 3 Farbbereichen mit einer Farb tiefe von 256 Grau we rte n in einer Aufldsung von 64 0 x 4-80 Pixel a ufgenommen . 4
Nach Aufarbeitung in cinem Vorrechner. der au ch die Bilddar stellung uber na hm. wurden d urch einen Persona l Compute r mit Intcl 804 86 Prozessor bei 33 MHz Taktfrequcnz und Weite k Coprozessor 4 167 und Fouri era naiysctr a nsputer die
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Universitatsfrau en klinik Ma inz (Direktor: Prof. Dr. I~ G. Kna pstelnl Eva ng. Krankenh a us Honn-Bad Godesbe rg"
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