Возможности полноцветной трехмерной реконструкции биологических объектов методом послойного наложения: коленный сустав крысы

Объектом исследования был выбран коленный сустав крысы как модельный объект для разработки новых методов диагностики и лечения заболеваний суставов человека. В работе предпринята попытка создать виртуальную трехмерную реконструкцию коленного сустава на основе оригинальной технологии высокоточного сошлифовывания и сравнить возможности количественного анализа костной и хрящевой ткани на 3D-модели с возможностями морфометрии классических гистологических микропрепаратов. Полученные оцифрованные изображения шлифов (1 200-2 600 на каждый из 8 суставов) имели размеры пиксела 8 ´ 8 мкм, с вертикальным шагом сошлифовывания 8 мкм, их программная обработка позволяла производить построение виртуального среза со смещением и наклоном, необходимыми для наиболее адекватной визуализации строения объекта. Разработанный метод высокоточного сошлифовывания позволяет получать серию оцифрованных изображений сечений биологических объектов, а созданный на их основе виртуальный объект практически лишен пространственных деформаций и искажений цветопередачи. Морфометрический анализ таких 3D-реконструкций по своей точности и информативности не уступает, а по отдельным показателям превосходит количественное исследование серийных гистологических срезов. Реконструкции, полученные с помощью метода высокоточного сошлифовывания, могут быть использованы для создания виртуальных музейных экспонатов, атласов и учебных пособий в самых разных биологических науках, основанных на морфологическом подходе к познанию своего объекта исследования. Другое применение реконструкций состоит в преобразовании их в виртуальные тренажеры на принципах дополненной реальности или в модели с последующим 3D-принтингом физических тренажеров и рабочих моделей для нужд медицины, ветеринарии, зоотехнии и смежных областей - везде, где МРТ или гистологические реконструкции не обеспечивают полноценной трехмерной картины.