Rilevamento e isolamento del cancro nelle biopsie prostatiche utilizzando l'istologia Raman stimolata e l'intelligenza artificiale

Il nostro obiettivo è integrare l'intelligenza artificiale e l'imaging SRH per rilevare il cancro alla prostata quasi in tempo reale, migliorando al contempo la selezione dei tessuti per l'analisi a valle e accelerando la diagnosi. Le immagini SRH vengono create e interpretate da modelli di intelligenza artificiale in pochi minuti, consentendo una diagnosi del cancro in tempo reale e senza marcatura durante interventi chirurgici e biopsie, riducendo la dipendenza dall'istologia tradizionale e preservando il tessuto per ulteriori analisi. L'SRH abbinato all'intelligenza artificiale e al deep learning consente l'imaging e la classificazione dei tessuti in tempo reale e senza marcature, accelerando la diagnostica del cancro, il processo decisionale chirurgico e la scoperta di biomarcatori senza l'elaborazione o la colorazione tradizionali. Garantire un contenuto tumorale sufficiente nelle biopsie per un'accurata profilazione genomica, oltre a migliorare l'allineamento SRH-AI con la patologia standard, rimane una sfida chiave nell'integrazione dell'SRH AI nella diagnosi di routine del cancro alla prostata. Stiamo affrontando la necessità di una diagnosi più rapida e accurata del cancro alla prostata e di una migliore qualità. Il nostro protocollo migliora la rilevazione dei tumori, aumenta il contenuto tumorale e preserva i tessuti per la caratterizzazione molecolare.

[Narratore] Per iniziare, accendi l'imager SRH. Collegare una siringa da 50 millilitri riempita con acqua sterilizzata alla valvola della siringa situata sul lato sinistro dell'interfaccia dell'imager. Assicurarsi che la siringa sia inserita saldamente. Una volta caricato il sistema, utilizzare il monitor touchscreen per inserire il nome utente e la password, quindi toccare Accedi. Accetta la clausola di esclusione della responsabilità per riconoscere che lo studio è a scopo di ricerca se utilizzato al di fuori degli Stati Uniti o dell'Unione Europea. A questo punto, selezionare Crea nuovo studio dalle opzioni di visualizzazione. Dopo aver immesso le informazioni sul caso, salvare gli esempi con un nome file appropriato, ad esempio John Doe. In Posizione anatomica primaria, selezionare Prostata, solo per uso di ricerca. Per Analysis Module (Modulo di analisi), scegliere Prostate Cancer (Cancro alla prostata, solo uso di ricerca) per abilitare l'intelligenza artificiale integrata per il rilevamento del cancro alla prostata. Ora tocca Crea studio dopo aver inserito le informazioni sul caso. Quando richiesto, tocca Riconosci per confermare che i dati verranno utilizzati solo a scopo di ricerca. Riempire la camera del fluido con acqua sterilizzata come indicato. Tocca Avanti quando richiesto, quindi seleziona Acquisisci dalle opzioni visualizzate. A questo punto, premere Carica nuovo campione per visualizzare Prepare Specimen & Load NIO Slide (Carica nuovo campione) per visualizzare Prepare Specimen & Load NIO Slide. Recuperare il vetrino per biopsia prostatica. Utilizzando una pinza per tessuti con i denti, aprire il vetrino coprioggetti allegato e posizionare saldamente la biopsia prostatica dal terreno RPMI nella scanalatura del vetrino. Chiudere delicatamente il vetrino coprioggetti e fissare il campione. Aprire il supporto del carrello sull'interfaccia dell'imager SRH e inserire il vetrino preparato, assicurandosi che sia allineato correttamente. Impostare i parametri di imaging scegliendo Biopsia 1A per Nome campione, 0,4 millimetri su 18,3 millimetri di area di scansione solo per uso di ricerca. Chiudere il coperchio e toccare Avanti quando il sistema rileva la chiusura. Per la posizione di scansione, regolare manualmente la posizione di scansione utilizzando l'immagine sullo schermo. Quindi tocca Acquisisci immagine per procedere. Esamina i dettagli dell'esempio sullo schermo e conferma selezionando Procedi. Lascia che l'imager combini le sezioni per generare un'immagine SRH. Quindi applica la sovrapposizione dell'intelligenza artificiale facendo clic sull'icona maggiore di per evidenziare le regioni tumorali in rosso, le regioni non tumorali in verde e le regioni non diagnostiche in viola. Ora esamina il grafico a barre che mostra la percentuale di tessuti cancerosi, non cancerosi e non diagnostici. Fare clic sull'icona minore di per tornare all'immagine SRH originale senza la sovrapposizione dell'intelligenza artificiale. Utilizzare le funzioni di zoom avanti e indietro per esaminare in dettaglio l'immagine della biopsia. Quindi, utilizzare le icone di navigazione per esaminare l'immagine della biopsia. Dopo la scansione iniziale, utilizzare una pinza per tessuti con i denti per sollevare il vetrino coprioggetti e rimuovere delicatamente la biopsia dal vetrino. Trasferire la biopsia su un Telfa inumidito imbevuto di soluzione fisiologica per mantenere l'integrità dei tessuti. Con una lama chirurgica, taglia le regioni non tumorali in base alla sovrapposizione dell'intelligenza artificiale per migliorare il rapporto cancro-tessuto, in genere concentrandoti sulle estremità. Ripetere la scansione della biopsia tagliata. Regolare l'area e la posizione di scansione per confermare l'aumento del rapporto cancro/tessuto. Ora rimuovi la biopsia dal vetrino usando una pinza per tessuti e posizionala in un criotubo. Quindi congelare il criotubo in azoto liquido. Per esportare i dati dell'immagine, premere l'icona dell'aeroplano di carta per avviare l'esportazione dei dati dell'immagine. Tocca Seleziona posizione di esportazione e scegli USB, Completa, quindi seleziona il disco rigido esterno. Ora seleziona Intero studio per esportare tutte le serie di immagini SRH. Attendi il messaggio Esportazione in corso e tocca Conferma al termine. Per spegnere lo strumento, premere Esci e seguire le istruzioni di spegnimento sullo schermo. Selezionare Procedi senza quando viene richiesto di archiviare i dati, se già esportati. Smaltire il campione seguendo il protocollo di laboratorio. Quindi tocca Avanti. E utilizzare la siringa allegata per svuotare la camera del fluido. Tocca di nuovo Avanti, quindi seleziona Sì dalle opzioni di visualizzazione. Ora rimuovi e smaltisci la siringa. Quindi premere Shut Down per spegnere il microscopio SRH. Sono state eseguite tre scansioni distinte sul campione bioptico per generare un'immagine istologica Raman stimolata con pseudo ematossilina ed eosina. La sovrapposizione dell'intelligenza artificiale sull'immagine SRH ha differenziato le regioni tumorali, non tumorali e non diagnostiche utilizzando rispettivamente segmenti rosso, verde e viola. Dopo aver tagliato le aree non diagnostiche, le biopsie ri-scansionate hanno rivelato un aumento della percentuale di tumore dal 27% al 72%. Il rapporto cancro/tessuto è aumentato significativamente dopo il taglio, con la percentuale media di cancro che è passata dal 45% pre-taglio al 78% post-taglio in 46 biopsie. La scansione non ottimale a una profondità di 10 micrometri senza inchiostro ha comportato una minore nitidezza dell'immagine a causa di impostazioni errate dei parametri. L'imaging dei margini inchiostrati ha introdotto artefatti visivi, che si presentano come regioni scure o poco chiare a causa dell'interferenza con l'acquisizione del segnale laser.