Detection and Isolation of Cancer in Prostate Biopsies Using Stimulated Raman Histology and Artificial Intelligence

우리는 인공 지능과 SRH 이미징을 통합하여 전립선암을 거의 실시간으로 감지하는 동시에 다운스트림 분석을 위한 조직 선택을 개선하고 진단을 가속화하는 것을 목표로 합니다. SRH 이미지는 몇 분 만에 AI 모델에 의해 생성되고 해석되므로 수술 및 생검 중에 라벨 없는 실시간 암 진단이 가능하여 기존 조직학에 대한 의존도를 줄이고 추가 분석을 위해 조직을 보존합니다. 인공 지능 및 딥 러닝과 결합된 SRH는 라벨이 없는 실시간 조직 이미징 및 분류를 가능하게 하여 기존의 처리나 염색 없이 암 진단, 수술 의사 결정 및 바이오마커 발견을 가속화합니다. 표준 병리학과의 SRH-AI 정렬을 개선하는 것과 함께 정확한 게놈 프로파일링을 위해 생검에서 충분한 종양 함량을 보장하는 것은 SRH AI를 전립선암의 일상적인 진단에 통합하는 데 있어 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 우리는 더 빠르고 정확한 전립선암 진단과 더 나은 품질에 대한 요구를 해결하고 있습니다. 우리의 프로토콜은 종양 검출을 개선하고 종양 함량을 증가시키며 분자 특성화를 위해 조직을 보존합니다.

[해설자] 시작하려면 SRH 이미저를 켭니다. 멸균된 물로 채워진 50밀리리터 주사기를 이미저 인터페이스의 왼쪽에 있는 주사기 밸브에 부착합니다. 주사기가 단단히 장착되었는지 확인하십시오. 시스템이 로드되면 터치스크린 모니터를 사용하여 사용자 이름과 비밀번호를 입력한 다음 로그인을 누릅니다. 미국 또는 유럽 연합 이외의 지역에서 연구를 사용하는 경우 연구 목적임을 인정하기 위해 면책 조항을 수락하십시오. 이제 표시 옵션에서 새 연구 만들기를 선택합니다. 케이스 정보를 입력한 후 John Doe와 같은 적절한 파일 이름으로 샘플을 저장합니다. Primary Anatomical Location(기본 해부학적 위치)에서 Prostate(전립선), Research Use Only(연구 용도 전용)를 선택합니다. 분석 모듈에서 전립선암, 연구 용도 전용을 선택하여 전립선암 검출을 위한 통합 인공 지능을 활성화합니다. 이제 사례 정보를 입력한 후 연구 만들기를 누릅니다. 메시지가 표시되면 확인을 눌러 데이터가 연구 목적으로만 사용되는지 확인합니다. 지시에 따라 유체 챔버에 멸균수를 채웁니다. 메시지가 표시되면 다음을 탭한 다음 표시된 옵션에서 획득을 선택합니다. 이제 새 시편 로드를 눌러 시스템에 시편 준비 및 NIO 슬라이드 로드를 표시하라는 메시지를 표시합니다. 전립선 생검 슬라이드를 회수합니다. 치아가 있는 조직 겸자를 사용하여 부착된 커버슬립을 열고 RPMI 배지의 전립선 생검을 슬라이드의 홈에 단단히 배치합니다. 커버슬립을 부드럽게 닫고 샘플을 고정합니다. SRH 이미저 인터페이스에서 슬라이드 홀더를 열고 준비된 슬라이드를 삽입하여 올바른 정렬을 확인합니다. 표본 이름에 대해 생검 1A를 선택하여 0.4mm를 18.3mm의 스캔 영역으로 연구용으로 설정하여 이미징 매개변수를 설정합니다. 덮개를 닫고 시스템이 닫힘을 감지하면 다음을 누릅니다. 스캔 위치의 경우 화면 이미지를 사용하여 스캔 위치를 수동으로 조정합니다. 그런 다음 이미지 획득을 눌러 계속 진행합니다. 화면에서 샘플 세부 정보를 검토하고 진행을 선택하여 확인합니다. 이미저가 섹션을 결합하여 SRH 이미지를 생성하도록 합니다. 그런 다음 보다 큼 아이콘을 클릭하여 인공 지능 오버레이를 적용하여 암 영역을 빨간색으로, 암이 아닌 영역을 녹색으로, 비진단 영역을 보라색으로 강조 표시합니다. 이제 암성, 비암성 및 비진단적 조직의 비율을 보여주는 막대 그래프를 검토합니다. 보다 작음 아이콘을 클릭하면 인공 지능 오버레이가 없는 원본 SRH 이미지로 돌아갑니다. 확대 및 축소 기능을 사용하여 생검 이미지를 자세히 검사합니다. 그런 다음 탐색 아이콘을 사용하여 생검 이미지를 검사합니다. 초기 스캔 후 이빨이 있는 조직 겸자를 사용하여 커버슬립을 들어 올리고 슬라이드에서 생검을 부드럽게 제거합니다. 조직 무결성을 유지하기 위해 식염수에 적신 축축한 Telfa에 생검을 옮깁니다. 수술용 칼날을 사용하여 인공 지능 오버레이를 기반으로 암이 아닌 부위를 다듬어 일반적으로 끝 부분에 초점을 맞춰 암 대 조직 비율을 개선합니다. 트리밍된 생검을 다시 스캔합니다. 스캔 영역과 위치를 조정하여 증가된 암 대 조직 비율을 확인합니다. 이제 조직 겸자를 사용하여 슬라이드에서 생검을 제거하고 냉동관에 넣습니다. 그런 다음 냉동관을 액체 질소에 얼립니다. 이미지 데이터를 내보내려면 종이비행기 아이콘을 눌러 이미지 데이터 내보내기를 시작합니다. 내보내기 위치 선택을 누르고 USB, 완료를 선택한 다음 외장 하드 디스크를 선택합니다. 이제 전체 연구를 선택하여 모든 SRH 이미지 시리즈를 내보냅니다. Export in Progress 메시지를 기다렸다가 완료되면 확인을 누릅니다. 기기를 끄려면 Exit(종료)를 누르고 화면의 종료 지침을 따릅니다. 이미 내보낸 경우 데이터를 보관하라는 메시지가 표시되면 Proceed With(하지 않고 진행)를 선택합니다. 실험실 프로토콜에 따라 샘플을 폐기하십시오. 그런 다음 다음을 탭합니다. 그리고 부착된 주사기를 사용하여 유체 챔버를 비우십시오. 다음을 다시 탭한 다음 표시 옵션에서 예를 선택합니다. 이제 주사기를 제거하고 폐기하십시오. 그런 다음 Shut Down을 눌러 SRH 현미경을 끕니다. 유사 헤마트실린 및 에오신 염색 자극 라만 조직학 이미지를 생성하기 위해 생검 표본에 걸쳐 세 가지 별개의 스캔을 수행했습니다. SRH 이미지에 인공 지능 오버레이는 각각 빨간색, 녹색 및 보라색 세그먼트를 사용하여 종양, 비종양 및 비진단 영역을 구분했습니다. 비진단 부위를 다듬은 후 재스캔 생검 결과 종양 비율이 27%에서 72%로 증가한 것으로 나타났습니다. 트리밍 후 암 대 조직 비율이 크게 증가했으며, 평균 암 비율은 46번의 생검에서 절단 전 45%에서 절단 후 78%로 증가했습니다. 잉크 없이 10마이크로미터 깊이에서 최적이 아닌 스캔은 부적절한 매개변수 설정으로 인해 이미지 선명도가 떨어졌습니다. 잉크 여백의 이미징은 레이저 신호 획득과의 간섭으로 인해 어두워지거나 불분명한 영역으로 나타나는 시각적 인공물을 도입했습니다.