Détection et isolement du cancer dans les biopsies de la prostate à l’aide de l’histologie Raman stimulée et de l’intelligence artificielle

Notre objectif est d’intégrer l’intelligence artificielle et l’imagerie SRH pour détecter le cancer de la prostate en temps quasi réel, tout en améliorant la sélection des tissus pour l’analyse en aval et en accélérant le diagnostic. Les images de l’HSR sont créées et interprétées par des modèles d’IA en quelques minutes, ce qui permet un diagnostic du cancer en temps réel et sans marquage pendant les interventions chirurgicales et les biopsies, réduisant ainsi la dépendance à l’histologie traditionnelle et préservant les tissus pour une analyse plus approfondie. La SSR associée à l’intelligence artificielle et à l’apprentissage profond permet l’imagerie et la classification des tissus en temps réel et sans marquage, accélérant ainsi le diagnostic du cancer, la prise de décision chirurgicale et la découverte de biomarqueurs sans traitement ni coloration traditionnels. Garantir un contenu tumoral suffisant dans les biopsies pour un profilage génomique précis, tout en améliorant l’alignement de l’IA SRH avec la pathologie standard, reste un défi majeur dans l’intégration de l’IA SRH dans le diagnostic de routine du cancer de la prostate. Nous répondons au besoin d’un diagnostic plus rapide et plus précis du cancer de la prostate et d’une meilleure qualité. Notre protocole améliore la détection des tumeurs, augmente le contenu tumoral et préserve les tissus pour la caractérisation moléculaire.

[Narrateur] Pour commencer, allumez l’imageur SRH. Fixez une seringue de 50 millilitres remplie d’eau stérilisée à la valve de la seringue située sur le côté gauche de l’interface de l’imageur. Assurez-vous que la seringue est bien ajustée. Une fois le système chargé, utilisez le moniteur à écran tactile pour entrer le nom d’utilisateur et le mot de passe, puis appuyez sur Connexion. Acceptez la clause de non-responsabilité pour reconnaître que l’étude est à des fins de recherche si elle est utilisée en dehors des États-Unis ou de l’Union européenne. Maintenant, sélectionnez Créer une nouvelle étude dans les options d’affichage. Après avoir entré les informations sur le cas, enregistrez les échantillons sous un nom de fichier approprié, tel que John Doe. Sous Emplacement anatomique principal, sélectionnez Prostate, utilisation à des fins de recherche uniquement. Pour Analysis Module (Module d’analyse), choisissez Prostate Cancer, Research Use Only (Cancer de la prostate, recherche uniquement) pour activer l’intelligence artificielle intégrée pour la détection du cancer de la prostate. Appuyez maintenant sur Créer une étude après avoir saisi les informations du cas. Lorsque vous y êtes invité, appuyez sur Reconnaître pour confirmer que les données seront utilisées à des fins de recherche uniquement. Remplissez la chambre à liquide avec de l’eau stérilisée comme indiqué. Appuyez sur Suivant lorsque vous y êtes invité, puis sélectionnez Acquérir dans les options affichées. Appuyez maintenant sur Charger un nouvel échantillon pour demander au système d’afficher Préparer l’échantillon et charger la lame NIO. Récupérez la lame de biopsie de la prostate. À l’aide d’une pince à tissus avec des dents, ouvrez la lamelle attachée et placez la biopsie de la prostate du support RPMI en toute sécurité dans la rainure de la lame. Fermez doucement la lamelle et fixez l’échantillon. Ouvrez le support de diapositive sur l’interface de l’imageur SRH et insérez la diapositive préparée, en veillant à ce qu’elle soit correctement alignée. Réglez les paramètres d’imagerie en choisissant Biopsie 1A pour Nom de l’échantillon, 0,4 millimètre dans 18,3 millimètres de zone de balayage à des fins de recherche uniquement. Fermez le couvercle et appuyez sur Suivant lorsque le système détecte une fermeture. Pour la position de numérisation, ajustez manuellement l’emplacement de numérisation à l’aide de l’image à l’écran. Appuyez ensuite sur Acquérir l’image pour continuer. Passez en revue les détails de l’échantillon à l’écran et confirmez en sélectionnant Continuer. Laissez l’imageur combiner des sections pour générer une image SRH. Appliquez ensuite la superposition d’intelligence artificielle en cliquant sur l’icône supérieure à pour mettre en surbrillance les régions cancéreuses en rouge, les régions non cancéreuses en vert et les régions non diagnostiques en violet. Examinez maintenant le graphique à barres montrant le pourcentage de tissus cancéreux, non cancéreux et non diagnostiques. Cliquez sur l’icône inférieure à pour revenir à l’image SRH d’origine sans la superposition d’intelligence artificielle. Utilisez les fonctions de zoom avant et de zoom arrière pour examiner en détail l’image de la biopsie. Ensuite, utilisez les icônes de navigation pour examiner l’image de la biopsie. Après l’examen initial, utilisez une pince à tissus avec les dents pour soulever la lamelle et retirez délicatement la biopsie de la lame. Transférez la biopsie sur un Telfa humidifié et imbibé de solution saline pour maintenir l’intégrité des tissus. À l’aide d’une lame chirurgicale, coupez les régions non cancéreuses en vous basant sur la superposition d’intelligence artificielle pour améliorer le rapport cancer/tissu, en vous concentrant généralement sur les pointes. Relancez la biopsie rognée. Ajustez la zone et la position du balayage pour confirmer l’augmentation du rapport cancer-tissu. Retirez maintenant la biopsie de la lame à l’aide d’une pince à tissus et placez-la dans un cryotube. Congelez ensuite le cryotube dans de l’azote liquide. Pour exporter les données d’image, appuyez sur l’icône de l’avion en papier pour commencer à exporter les données d’image. Appuyez sur Sélectionner l’emplacement d’exportation, puis sur USB, Terminé, puis sélectionnez le disque dur externe. Sélectionnez maintenant Étude entière pour exporter toutes les séries d’images SRH. Attendez le message Exportation en cours et appuyez sur Confirmer lorsque vous avez terminé. Pour éteindre l’instrument, appuyez sur Exit et suivez les instructions d’arrêt à l’écran. Sélectionnez Continuer sans lorsque vous êtes invité à archiver les données si elles sont déjà exportées. Jetez l’échantillon conformément au protocole de laboratoire. Appuyez ensuite sur Suivant. Et utilisez la seringue jointe pour vider la chambre de fluide. Appuyez à nouveau sur Suivant, puis sélectionnez Oui dans les options d’affichage. Retirez et jetez maintenant la seringue. Appuyez ensuite sur Arrêter pour éteindre le microscope SRH. Trois balayages distincts ont été effectués sur l’échantillon de biopsie pour générer une image histologique Raman stimulée par une pseudo-hématoxyline et une coloration à l’éosine. La superposition de l’intelligence artificielle sur l’image SRH a différencié les régions tumorales, non tumorales et non diagnostiques en utilisant respectivement des segments rouges, verts et violets. Après avoir coupé les zones non diagnostiques, les biopsies re-scannées ont révélé une augmentation de la proportion tumorale de 27 % à 72 %. Le rapport cancer/tissu a considérablement augmenté après la coupe, le pourcentage moyen de cancer passant de 45 % avant l’incision à 78 % après l’incision sur 46 biopsies. Une numérisation sous-optimale à une profondeur de 10 micromètres sans encre entraînait une baisse de la clarté de l’image en raison de paramètres mal définis. L’imagerie des marges encrées a introduit des artefacts visuels, se présentant sous la forme de zones sombres ou peu claires en raison d’interférences avec l’acquisition du signal laser.