Введение 3
Постановка задачи 4
Обзор литературы 5
Глава 1. Обзор существующих методов моделирования в гистологии 7
1.1. Реконструкция по серийным срезам 7
1.2. Теории трёхмерной организации тканей 8
1.3. Существующие программные реализации 14
1.4. Требования к создаваемому решению 16
Глава 2. Алгоритмы и реализация 17
2.1. Выбор технологий и средств разработки 17
2.2. Описание основных классов в программе 18
2.3. Алгоритм построения графа клеточных взаимосвязей 19
2.4. Алгоритм перевода моделей в формат для 3D-печати 22
2.5. Импорт основных моделей из Histoarch в CellCreator 24
2.6. Индивидуальный просмотр клеток 25
Глава 3. Результат тестирования приложения 27
Выводы 32
Заключение 33
Список литературы 34
Гистология — раздел биологии, изучающий строение тканей живых организмов. Для классической гистологии является традиционным изучение структуры тканей, основанное на изучении её двумерных срезов. Эти методы, однако, не дают верного представления о трёхмерной структуре ткани, поэтому современные специалисты изучают геометрические особенности отдельно взятых клеток.
Важным аспектом для изучения является пространственная организация тканей, т.е. внутреннее расположение клеток в ткани. Существует гипотеза, что при патологиях (например, раковой опухоли), происходит изменение не клеток, а структуры ткани, т.е. взаимного расположения клеток относительно друг друга, а также и способа взаимодействия клеток между собой. Исследования, ищущие причины рака внутри клеток, являются неудачными, что может косвенно подтверждать эту гипотезу.
Малое количество исследований пространственной организации тканей объясняется тем, что эксперименты достаточно сложны и, главное, недостаточно развита теория трёхмерного строения тканей, которая описывает всё многообразие биологических тканей. Одна из популярных теорий - теория Томпсона и Льюиса допускает лишь две возможных модели строения биологических тканей. Поэтому имеется необходимость разработки подходов и средств для изучения пространственной организации биологических тканей.
Разрабатываемое приложение со всеми внедрёнными модулями обеспечивают функциональность, необходимую для построения, визуализации всевозможных моделей в трёхмерной гистологии и их топологии. Эта возможность реализована благодаря применению иного принципа создания моделей, основой которого является клетка, а не двумерная мозаика.
В качестве дальнейшего развития данного приложения могут быть рассмотрены решения следующих проблем:
1. Автоматизация процесса создания новых клеток.
2. Поиск моделей по заданной клетке, слайсу или топологической мозаике.
3. Программная анимация, иллюстрирующая процесс изменения мозаик.
4. Автоматизировать процесс определения периодичности модели и реализовать возможность распространять гистион без участия пользователя.
