Wykrywanie i izolacja raka w biopsjach prostaty z wykorzystaniem stymulowanej histologii Ramana i sztucznej inteligencji

Naszym celem jest zintegrowanie sztucznej inteligencji i obrazowania SRH w celu wykrywania raka prostaty w czasie zbliżonym do rzeczywistego, przy jednoczesnej poprawie selekcji tkanek do dalszej analizy i przyspieszeniu diagnostyki. Obrazy SRH są tworzone i interpretowane przez modele sztucznej inteligencji w ciągu kilku minut, umożliwiając diagnostykę raka w czasie rzeczywistym, bez znaczników podczas operacji i biopsji, zmniejszając zależność od tradycyjnej histologii i zachowując tkankę do dalszej analizy. SRH w połączeniu ze sztuczną inteligencją i głębokim uczeniem umożliwia obrazowanie i klasyfikację tkanek w czasie rzeczywistym bez znaczników, przyspieszając diagnostykę nowotworów, podejmowanie decyzji chirurgicznych i odkrywanie biomarkerów bez tradycyjnego przetwarzania lub barwienia. Zapewnienie wystarczającej zawartości guza w biopsjach w celu dokładnego profilowania genomowego, wraz z poprawą zgodności SRH-AI ze standardową patologią, pozostaje kluczowym wyzwaniem w integracji SRH AI z rutynową diagnostyką raka prostaty. Odpowiadamy na potrzebę szybszej i dokładniejszej diagnozy raka prostaty o lepszej jakości. Nasz protokół poprawia wykrywanie guza, zwiększa zawartość guza i zachowuje tkankę do charakterystyki molekularnej.

[Narrator] Aby rozpocząć, włącz imager SRH. Podłącz 50-mililitrową strzykawkę wypełnioną wysterylizowaną wodą do zaworu strzykawki znajdującego się po lewej stronie interfejsu imagera. Upewnij się, że strzykawka jest dobrze zamocowana. Po załadowaniu systemu użyj monitora dotykowego, aby wprowadzić nazwę użytkownika i hasło, a następnie dotknij Zaloguj się. Zaakceptuj zastrzeżenie, aby potwierdzić, że badanie służy celom badawczym, jeśli jest wykorzystywane poza Stanami Zjednoczonymi lub Unią Europejską. Teraz wybierz Utwórz nowe badanie z opcji wyświetlania. Po wprowadzeniu informacji o sprawie zapisz próbki pod odpowiednią nazwą pliku, na przykład Jan Kowalski. W obszarze Primary Anatomical Location (Podstawowa lokalizacja anatomiczna) wybierz opcję Prostate, Research Use Only (Tylko do badań). W polu Analysis Module (Moduł analizy) wybierz opcję Prostate Cancer (Rak prostaty, tylko do użytku badawczego), aby włączyć zintegrowaną sztuczną inteligencję do wykrywania raka prostaty. Teraz dotknij opcji Utwórz badanie po wprowadzeniu informacji o przypadku. Po wyświetleniu monitu dotknij opcji Potwierdź, aby potwierdzić, że dane będą używane wyłącznie do celów badawczych. Napełnij komorę na płyn wysterylizowaną wodą zgodnie z instrukcją. Po wyświetleniu monitu stuknij opcję Dalej, a następnie wybierz opcję Pobierz z wyświetlonych opcji. Teraz naciśnij przycisk Załaduj nową próbkę, aby wyświetlić komunikat Przygotuj próbkę i załaduj szkiełko NIO. Pobrać szkiełko z biopsji prostaty. Za pomocą kleszczyków tkankowych z zębami otwórz dołączone szkiełko nakrywkowe i bezpiecznie umieść biopsję prostaty z podłoża RPMI w rowku szkiełka. Delikatnie zamknij szkiełko nakrywkowe i zabezpiecz próbkę. Otwórz uchwyt szkiełka w interfejsie imagera SRH i włóż przygotowany slajd, upewniając się, że jest prawidłowo wyrównany. Ustaw parametry obrazowania, wybierając Biopsję 1A jako nazwę próbki, 0,4 milimetra na 18,3 milimetra obszaru skanowania tylko do użytku badawczego. Zamknij pokrywę i dotknij przycisku Dalej, gdy system wykryje zamknięcie. W polu Scan Position (Pozycja skanowania) ręcznie dostosuj lokalizację skanowania, korzystając z obrazu wyświetlanego na ekranie. Następnie dotknij Pobierz obraz, aby kontynuować. Przejrzyj przykładowe szczegóły na ekranie i potwierdź, wybierając pozycję Kontynuuj. Pozwól imagerowi połączyć sekcje w celu wygenerowania obrazu SRH. Następnie zastosuj nakładkę sztucznej inteligencji, klikając ikonę większego niż, aby podświetlić regiony raka na czerwono, regiony nienowotworowe na zielono, a regiony niediagnostyczne na fioletowo. Teraz przejrzyj wykres słupkowy przedstawiający procent tkanek rakowych, nienowotworowych i niediagnostycznych. Kliknij ikonę mniejszą niż, aby powrócić do oryginalnego obrazu SRH bez nakładki sztucznej inteligencji. Użyj funkcji powiększania i pomniejszania, aby szczegółowo zbadać obraz z biopsji. Następnie użyj ikon nawigacyjnych, aby zbadać obraz z biopsji. Po wstępnym skanowaniu użyj kleszczyków tkankowych z zębami, aby podnieść szkiełko nakrywkowe i delikatnie usuń biopsję z szkiełka. Przenieś biopsję na zwilżoną Telfę nasączoną solą fizjologiczną, aby zachować integralność tkanek. Za pomocą ostrza chirurgicznego przytnij obszary nienowotworowe w oparciu o nakładkę sztucznej inteligencji, aby poprawić stosunek raka do tkanki, zwykle skupiając się na końcach. Ponownie zeskanuj przyciętą biopsję. Dostosuj obszar skanowania i pozycję, aby potwierdzić zwiększony stosunek raka do tkanki. Teraz usuń biopsję ze szkiełka za pomocą kleszczy tkankowych i umieść ją w krioprobówce. Następnie zamroź krioprobówkę w ciekłym azocie. Aby wyeksportować dane obrazu, naciśnij ikonę papierowego samolotu, aby rozpocząć eksportowanie danych obrazu. Stuknij opcję Wybierz lokalizację eksportu i wybierz opcję USB, Zakończ, a następnie wybierz zewnętrzny dysk twardy. Teraz wybierz opcję Całe badanie, aby wyeksportować wszystkie serie obrazów SRH. Poczekaj na komunikat Eksport w toku i dotknij Potwierdź po zakończeniu. Aby wyłączyć instrument, naciśnij przycisk Exit i postępuj zgodnie z instrukcjami wyłączania wyświetlanymi na ekranie. Wybierz opcję Kontynuuj bez po wyświetleniu monitu o zarchiwizowanie danych, jeśli zostały już wyeksportowane. Utylizować próbkę zgodnie z protokołem laboratoryjnym. Następnie dotknij Dalej. I użyj dołączonej strzykawki, aby opróżnić komorę na płyn. Stuknij ponownie w Dalej, a następnie wybierz Tak z opcji wyświetlania. Teraz wyjąć strzykawkę i wyrzucić ją. Następnie naciśnij przycisk Zamknij, aby wyłączyć mikroskop SRH. Wykonano trzy odrębne skany próbki biopsji w celu wygenerowania obrazu histologicznego Ramana stymulowanego barwieniem pseudo hematoksyliną i eozyną. Nakładka sztucznej inteligencji na obraz SRH różnicowała regiony nowotworowe, nienowotworowe i niediagnostyczne za pomocą odpowiednio segmentów czerwonego, zielonego i fioletowego. Po przycięciu obszarów niediagnostycznych, ponownie zeskanowane biopsje wykazały zwiększony odsetek guza z 27% do 72%. Stosunek raka do tkanki znacznie wzrósł po przycięciu, przy czym średni odsetek raka wzrósł z 45% przed cięciem do 78% po cięciu w 46 biopsjach. Nieoptymalne skanowanie na głębokości 10 mikrometrów bez atramentu skutkowało niższą wyrazistością obrazu z powodu niewłaściwych ustawień parametrów. Obrazowanie marginesów pokrytych tuszem wprowadziło artefakty wizualne, prezentujące się jako przyciemnione lub niewyraźne obszary spowodowane zakłóceniami w akwizycji sygnału laserowego.