利用受激拉曼组织学与人工智能检测和分离前列腺活检中的癌症

我们的目标是将人工智能和 SRH 成像相结合，以近乎实时地检测前列腺癌，同时改进下游分析的组织选择并加速诊断。人工智能模型可在几分钟内创建和解释 SRH 图像，从而在手术和活检期间实现实时、无标记的癌症诊断，减少对传统组织学的依赖并保留组织以供进一步分析。SRH 与人工智能和深度学习相结合，可实现实时、无标记的组织成像和分类，加速癌症诊断、手术决策和生物标志物发现，无需传统的处理或染色。确保活检中有足够的肿瘤含量以进行准确的基因组分析，同时改善 SRH-AI 与标准病理学的一致性，仍然是将 SRH AI 整合到前列腺癌常规诊断中的关键挑战。我们正在满足对更快、更准确的前列腺癌诊断和更好质量的需求。我们的方案改进了肿瘤检测，增加了肿瘤含量，并保留了组织以进行分子表征。

[旁白]首先，打开 SRH 成像仪。将装满灭菌水的 50 毫升注射器连接到位于成像仪接口左侧的注射器阀门上。确保注射器安装牢固。系统加载后，使用触摸屏显示器输入用户名和密码，然后点击登录。接受免责声明，承认如果在美国或欧盟以外使用，则该研究用于研究目的。现在，从显示选项中选择创建新研究。输入案例信息后，将样本保存在适当的文件名下，例如 John Doe。在“主要解剖位置”下，选择“前列腺，仅供研究使用”。对于分析模块，选择前列腺癌，仅供研究使用，以启用用于前列腺癌检测的集成人工智能。现在点击 创建研究 输入案例信息后。出现提示时，点击“确认”以确认数据将仅用于研究目的。按照说明用消毒水填充液体室。出现提示时点击下一步，然后从显示的选项中选择获取。现在按加载新试样提示系统显示准备试样和加载 NIO 幻灯片。取回前列腺活检载玻片。使用带齿的组织镊子，打开连接的盖玻片，并将 RPMI 培养基的前列腺活检牢固地放入载玻片的凹槽中。轻轻关闭盖玻片并固定样品。打开 SRH 成像仪接口上的载玻片支架，插入准备好的载玻片，确保正确对齐。通过为标本名称选择活检 1A 来设置成像参数，将 0.4 毫米设置为 18.3 毫米的扫描区域，仅供研究使用。关闭盖子，当系统检测到关闭时点击下一步。对于扫描位置，使用屏幕图像手动调整扫描位置。然后点击 获取图像 继续。查看屏幕上的示例详细信息，然后选择“继续”进行确认。让成像仪组合各个部分以生成 SRH 图像。然后通过单击大于图标来应用人工智能叠加，以红色突出显示癌症区域，以绿色突出显示非癌症区域，以紫色突出显示非诊断区域。现在查看显示癌性、非癌性和非诊断性组织百分比的条形图。单击小于图标可返回到没有人工智能叠加的原始 SRH 图像。使用放大和缩小功能详细检查活检图像。然后，使用导航图标检查活检图像。初始扫描后，使用带齿的组织镊子提起盖玻片，然后轻轻地从载玻片上取出活检。将活检转移到浸泡在盐水中的湿润 Telfa 上，以保持组织完整性。使用手术刀片，根据人工智能叠加层修剪非癌症区域，以提高癌症与组织的比例，通常集中在末端。重新扫描修剪后的活检。调整扫描区域和位置以确认增加的癌组织比。现在使用组织镊子从载玻片上取出活检，并将其放入冷冻管中。然后将冷冻管冷冻在液氮中。要导出图像数据，请按纸飞机图标开始导出图像数据。点击选择导出位置并选择 USB，完成，然后选择外部硬盘。现在选择“整个研究”以导出所有 SRH 图像系列。等待“导出正在进行”消息，完成后点击“确认”。要关闭仪器，请按退出并按照屏幕上的关机说明进行作。如果已导出数据，则在提示存档数据时选择“不继续”。按照实验室协议处理样品。然后点击下一步。并使用随附的注射器清空液室。再次点击下一步，然后从显示选项中选择是。现在取出并处理注射器。然后按关机关闭 SRH 显微镜。对活检标本进行了三次不同的扫描，以生成假苏木精和伊红染色刺激的拉曼组织学图像。人工智能叠加在SRH图像上，分别使用红色、绿色和紫色片段区分肿瘤、非肿瘤和非诊断区域。修剪非诊断区域后，重新扫描的活检显示肿瘤比例从 27% 增加到 72%。修剪后癌症与组织的比率显着增加，在 46 次活检中，平均癌症百分比从切割前的 45% 上升到切割后的 78%。由于参数设置不当，在没有墨水的情况下进行 10 微米深度的扫描次优会导致图像清晰度降低。墨水边距的成像引入了视觉伪影，由于对激光信号采集的干扰，表现为变暗或不清晰的区域。