Comparaison de systèmes d'analyse d'images cytologiques en dosimétrie biologique

Comparison of cytological image analysis systems in biological dosimetry

IRSN, Département de protection de la santé de l'homme et de dosimétrie, Section autonome de radiobiologie appliquée à la médecine, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France

Reçu : 3 Décembre 2002
Accepté : 19 Mars 2003

Résumé

La technique de référence en dosimétrie biologique est basée sur le dénombrement des aberrations chromosomiques de type dicentrique induit par les rayonnements ionisants. Cet article présente divers systèmes d'analyse d'images utilisés en dosimétrie biologique pour aider la détection de ces aberrations. Les systèmes présentés sont le CYTOGEN de la société IMSTAR, le CYTOSCAN (APPLIED IMAGING) et le METAFER (METASYSTEM). Tous ne présentent pas les mêmes fonctionnalités et chacun peut être utilisé de façon plus ou moins automatique. Certaines fonctionnalités communes de ces systèmes sont comparées. L'aide apportée par les systèmes porte sur 3 points : (1) localisation automatique des métaphases sur les lames, dans ce cas on a un gain de temps d'un facteur 2 à 4 par rapport au comptage manuel ; (2) un outil d'aide au comptage qui apporte un confort de lecture et une meilleure fiabilité des résultats ; (3) la détection automatique des dicentriques est particulièrement utile en cas de tri de population. En effet, dans ce cas il faut estimer très rapidement la dose reçue par un nombre important de personnes. Par contre, l'estimation de dose n'a pas besoin d'être aussi précise que dans le cas de l'expertise individuelle. Des erreurs dans la détection des dicentriques est alors tolérée et une détection automatique des dicentriques est envisageable. Le gain de temps est très appréciable puisqu'il est possible de compter 300 cellules en une demie-heure (METAFER) contre 25 avec la seule aide du chercheur de métaphases. Cependant la qualité de la détection doit encore être améliorée puisque 50 % des dicentriques ne sont pas détectées. Le marquage des centromères par technique FISH devrait permettre d'améliorer la sensibilité de la technique. Les premiers résultats sont encourageant puisque 90 % des centromères sont correctements détectés mais d'autres expériences doivent être réalisées pour évaluer le gain de temps.

Abstract

Comparison of cytological image analysis systems in biological dosimetry. In biological dosimetry the reference technique is based on the scoring of dicentics and centric rings induced by ionizing radiation. This article tends to present some image analysis systems used in biological dosimetry to help aberration detection. The presented systems are: the CYTOGEN from IMSTAR society, the CYTOSCAN (APPLIED IMAGING) and the METAFER (METASYSTEM). All 3 systems do not present similar functionalities but offer different way of automation. Some functionalities of these systems are compared. The systems can assist operators on 3 major points: (1) an automatic metaphase finder, in this case, the time benefic ranges from 2 to 4 when compared to manual scoring; (2) a specific tool to help manual scoring of aberrations, this provide an easier scoring and a better stability of the results; (3) the automatic detection of dicentrics, very useful in case of population triage. In this case, the dose has to be established very quickly, on a large population. However, the precision on the dose can be reduced compared to individual dose estimation. Some uncertainties on the detection of dicentric are acceptable and dicentric detection can be automated. Time benefic is then very important as 300 cells can be analyzed in half an hour (METAFER) against 25 when the metaphase finder is used alone. However, only 50% of the dicentrics are detected therefore it would be interesting to increase the efficiency of the detection. The use of the FISH technique could allow a better detection of dicentrics, the first results are promising (90% of centromeres correctly detected) but more experiments are required to evaluate the time benefit.