Dreidimensionale Rekonstruktion in der Dermatologie Ein Ausblick auf neue Möglichkeiten der histologischen Routinediagnostik

Zusammenfassung

Hintergrund und Fragestellung. Die Kombination von computergestützter Bildanalyse und dreidimensionaler Rekonstruktion ermöglicht die wirklichkeitsgetreue Darstellung und Analyse der dreidimensionalen Architektur der menschlichen Haut bei akzeptablem Zeitaufwand.

Patienten/Methodik. Verwendet wurden exemplarisch die im Rahmen der Routinediagnostik entnommenen Probebiopsien von 3 Patienten mit unterschiedlichen dermatologischen Krankheitsbildern (malignes Melanom, Lichen ruber, Psoriasis vulgaris) und Biopsien gesunder Haut. Die immunmarkierten, digitalisierten Serienschnitte wurden mithilfe des Bildanalysesystems Lucia (Nikon GmbH, Düsseldorf) im sog. Interlaced-Verfahren digitalisiert. Die dreidimensionalen Datensätze wurden segmentiert und an einer UNIX-Workstation visualisiert.

Ergebnisse. Die dreidimensionale Rekonstruktion gibt Einblick in die Architektur der pathologischen und physiologischen Histologie, wie beispielsweise der charakteristischen Windung der Schweißdrüsenausführungsgänge unterhalb der Epidermis. In der Dermatoonkologie kann der punktuelle Durchbruch eines malignen Melanoms durch das unterliegende Infiltrat nachgewiesen werden.

Schlussfolgerungen. Die Automatisierung zeigt neue Anwendungsmöglichkeiten der dreidimensionalen Rekonstruktion mittels digitalisierter Bilder mit einem hohen Maß an Objektivität bei standardisierten Bearbeitungs- und Färbeverfahren. Diese Darstellung ist ein hilfreicher Beitrag zur Diagnostik in der Dermatohistopathologie und Dermatohistologie.

Abstract

Background and Objective. The combination of digital image-analysis and computer-reconstruction of the three-dimensional architecture of the human skin can make this method usable on an acceptable time scale.

Patients/Methods. We used biopsies of different diseases (malignant melanoma, lichen planus, psoriasis) and of normal skin. Immunhistologically stained sections were digitized and adjusted with respect to features of interest using the interlaced mode of an commercial image analysis system (Lucia G, Nikon GmbH, Düsseldorf). The sections have been segmented and the resulting three dimensional data sets were visualized on a UNIX based work station.

Results. Three dimensional reconstruction provides a different view into the architecture of normal and diseased skin: for example, the course of the duct of sweat glands or the perforation of a malignant melanoma through the underlying infiltrate.

Conclusions. A new rapid reconstruction method is presented producing multidimensional histological images of the skin within a few hours. This automation is of interest in basic research and should find its way into routine histological diagnosis.