لا يزال سرطان البروستاتا أحد الأورام الخبيثة الرئيسية التي تصيب الرجال على مستوى العالم ، حيث يعد الكشف المبكر أمرا محوريا للتدخل والعلاجالناجحين 1. تاريخيا ، اعتمد تشخيص سرطان البروستاتا بشكل كبير على التقييم النسيجي المرضي لعينات خزعة البروستاتا ، والأكثر شيوعا من خلال تلطيخ الهيماتوكسيلين والإيوسين (H &E) 2. على الرغم من فعاليتها ، إلا أن الطرق التقليدية لتحليل خزعة البروستاتا تؤدي عادة إلى فترة انتظار من عدة أيام إلى أسابيع ، اعتمادا على المدينة أو البلد ، بسبب العوامل الإجرائية واللوجستية. تنشأ هذه التأخيرات من خطوات متعددة كثيفة العمالة ، بما في ذلك تثبيت الفورمالين ، وتضمين البارافين ، والتقسيم ، وتلطيخ H & E. وبالتالي ، فإن وقت المعالجة التراكمي ، الذي يتفاقم بسبب الحجم الكبير لعينات الخزعة ، يمكن أن يؤخر التشخيص وتخطيط العلاج.
يمكن للتطورات الحديثة في تقنيات التصوير بشكل خاص الفحص المجهري لتشتت رامان (SRS) ، أن تحول الممارسات التشخيصية من خلال توفير طريقة تصوير قوية خالية من الخلفية ويمكن تفسيرها بسهولة3،4. يستخدم SRS حزمتين ليزريين ، شعاع المضخة (ωp) وشعاع ستوكس (ωs) ، اللذين يتفاعلان مع العينة. عندما يتطابق فرق التردد (Δω = ωp −ωs) مع تردد اهتزازي جزيئي معين (Ω) ، يتم تضخيم الإشارة بسبب تحفيز كسب أو خسارة رامان. تعزز هذه العملية تباين الاهتزازات الجزيئية ، مما يسمح بتصوير شديد الحساسية للأنسجة3،4. يتيح SRS الكشف عن الاهتزازات الجزيئية المرتبطة بالاهتزازات التمدد CH2 (2,845 سم -1) ، المرتبطة بالدهون ، واهتزازات تمدد CH3 (2,930 سم -1) ، المرتبطة بالبروتينات والحمض النووي4. يتضمن اكتشاف إشارة SRS عادة مخطط نقل تعديل عالي التردد ، مما يسمح بالعزل الدقيق للإشارات الاهتزازية الضعيفة عن ضوضاء الخلفية.
يتميز الفحص المجهري SRS بإمكانيات التقسيم البصري التي تتيح التصوير الدقيق ثلاثي الأبعاد دون الحاجة إلى تقسيم الأنسجة المادية. يتم تحقيق ذلك عن طريق محاذاة وتركيز المضخة وأشعة ليزر ستوكس في بقعة محدودة الانعراج داخل العينة ، حيث يتم إثارة اهتزازات جزيئية محددة. تضمن الطبيعة متحدة البؤر ل SRS ، المستمدة من اعتمادها التربيعي على شدة الليزر ، أن الإشارات تقتصر على المستوى البؤري ، باستثناء المساهمات الخارجة عن التركيز وتوفر معلومات كيميائية موضعية للغاية5،6. يحافظ هذا التصوير الذي تم حله بعمق على سلامة الأنسجة عن طريق التخلص من التقطيع الميكانيكي ، وتقليل وقت المعالجة ، والحفاظ على السياق البيولوجي والجزيئي للعينة.
بناء على مبادئ SRS ، تستخدم أنسجة رامان المحفزة (SRH) هذه البيانات الاهتزازية الجزيئية لإنشاء صور H&E زائفة للأنسجة الطازجة غير الملوثة في الوقت الفعلي ، وبالتالي تزويد الأطباء بأدوات تشخيصية أسرع وأكثر كفاءة7،8. هذه القدرة على إنشاء صور عالية الجودة جعلت الصحة الجنسية والإنجابية أداة لا غنى عنها للبحث والتطبيقات السريريةالمحتملة 9. في الآونة الأخيرة ، قدم تقييم الهامش أثناء الجراحة باستخدام SRH ردود فعل مرضية في الوقت الفعلي تقريبا أثناء الاستئصال الجزئي للغدة واستئصال البروستاتا الجذري ، مما سمح بتعديلات العلاج الفورية10،11.
يستفيد جهاز تصوير SRH من الاهتزازات الجزيئية الجوهرية لتوفير رؤى حول تكوين الأنسجة. يمكن استخدام SRH للتمييز بشكل فعال بين أنسجة البروستاتا السرطانية والحميدة من خلال تحليل الخصائص الاهتزازية CH2 و CH3 7،12. يلتقط جهاز تصوير الصحة الإنجابية هذه الاهتزازات وينتج صورا زائفة من H&E تعزز التباين النووي ، وتعمل كبديل سريع لعلم الأنسجة المرضي التقليدي وتقدم صورا عالية الجودة في 2-8 دقائق ، اعتمادا على حجم الأنسجة7،8.
تم تقييم فعالية SRH للفحص المرضي السريع لخزعات البروستاتا غير المعالجة. تم تدريب علماء الأمراض على تفسير صور SRH من نوى خزعة البروستاتا التي تم الحصول عليها خارج الجسم الحي من عينات استئصال البروستاتا8. تم تحسين طريقة مسح SRH لتمكين الحصول على صور عالية الدقة في غضون دقائق ، مما يقلل بشكل كبير من الوقت المطلوب مقارنة بعلم الأنسجة المرضي التقليدي. كانت عينات الخزعة التي تحتوي على مزيج من الأنسجة الحميدة والخبيثة بمثابة مجموعة تدريب لأخصائيي علم الأمراض ، الذين أجروا بعد ذلك تقييما أعمى لمجموعة منفصلة من الخزعات التي تم تصويرها بواسطة الصحة الجنسية وراثيا ومعالجتها بواسطة تلطيخ H & E لتكون بمثابة حقيقة أرضية. أظهرت النتائج أن متوسط دقة أخصائي علم الأمراض في تحديد سرطان البروستاتا كان 95.7٪ ، مع توافق جيد في الكشف عن السرطانات المهمة سريريا ، مما يشير إلى أن الصحة الجنسية وراثيا يمكن أن تدعم بشكل فعال التشخيص في الوقت الفعليتقريبا.
في الدراسات اللاحقة ، تم دمج الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) لزيادة تعزيز دقة التشخيص وكفاءته وسهولة التنفيذ. يستخدم نموذج الذكاء الاصطناعي هذا تقنيات التعلم العميق لتحليل السمات الاهتزازية والمورفولوجية التي تم التقاطها بواسطة SRH ، مما يتيح التصنيف الآلي لعينات خزعة البروستاتا إلى مناطق حميدة وسرطانية وغير تشخيصية ، مما يبسط بشكل كبير عملية التقييم المرضي9. أظهر تكامل SRH-الذكاء الاصطناعي دقة مذهلة ، حيث حقق 96.5٪ في الكشف عن سرطان البروستاتا ، مع معدلات حساسية وخصوصية تبلغ 96.3٪ و 96.6٪ على التوالي9. من خلال دمج الذكاء الاصطناعي مع الصحة الجنسية والإنجابية ، تم تحقيق أداء تشخيصي مطابق لأداء أخصائيي علم الأمراض ذوي الخبرة.
من خلال التقييم المكثف للصحة الجنسية والإنجابية مع علماء الأمراض وتطوير نموذج الذكاء الاصطناعي المدمج في تصوير الصحة الجنسية والإنجابية ، تم تطوير قدرات هذه التكنولوجيا بشكل كبير. يحدد هذا البروتوكول الخطوات التفصيلية لإعداد عينات خزعة البروستاتا ، وتصويرها باستخدام تصوير الصحة الجنسية والإنجابية ، وتحليل البيانات باستخدام أدوات بمساعدة الذكاء الاصطناعي. باتباع هذه الخطوات ، يمكن للباحثين والأطباء الاستفادة من هذه التقنية الجديدة لتعزيز الكشف عن سرطان البروستاتا والبحث فيه وعلاجه.