Выявление и выделение рака при биопсии предстательной железы с использованием стимулированной гистологии комбинационного рассеяния света и искусственного интеллекта

Мы стремимся интегрировать искусственный интеллект и визуализацию SRH для выявления рака предстательной железы практически в режиме реального времени, улучшая при этом выбор тканей для последующего анализа и ускоряя диагностику. Изображения SRH создаются и интерпретируются моделями искусственного интеллекта за считанные минуты, что позволяет диагностировать рак в режиме реального времени без меток во время операции и биопсии, снижая зависимость от традиционной гистологии и сохраняя ткани для дальнейшего анализа. SRH в сочетании с искусственным интеллектом и глубоким обучением позволяет получать визуализацию и классификацию тканей в режиме реального времени без меток, ускоряя диагностику рака, принятие хирургических решений и обнаружение биомаркеров без традиционной обработки или окрашивания. Обеспечение достаточного содержания опухоли в биопсии для точного геномного профилирования, наряду с улучшением согласования SRH-AI со стандартной патологией, остается ключевой проблемой в интеграции SRH-AI в рутинную диагностику рака предстательной железы. Мы решаем проблему более быстрой и точной диагностики рака предстательной железы и повышения ее качества. Наш протокол улучшает обнаружение опухолей, увеличивает содержание опухоли и сохраняет ткань для молекулярной характеристики.

[Рассказчик] Для начала включите тепловизор SRH. Приложите 50-миллилитровый шприц, наполненный стерилизованной водой, к клапану шприца, расположенному с левой стороны интерфейса тепловизора. Убедитесь, что шприц надежно закреплен. Как только система загрузится, используйте сенсорный монитор, чтобы ввести имя пользователя и пароль, затем нажмите «Войти». Примите отказ от ответственности, чтобы признать, что исследование проводится в исследовательских целях, если оно используется за пределами Соединенных Штатов или Европейского Союза. Теперь выберите «Создать новое исследование» в параметрах отображения. После ввода информации о случае сохраните образцы под соответствующим именем файла, например John Doe. В разделе «Основное анатомическое расположение» выберите «Простата, только для исследовательского использования». В качестве модуля «Анализ» выберите «Рак предстательной железы, только для исследовательского использования», чтобы включить интегрированный искусственный интеллект для обнаружения рака предстательной железы. Теперь нажмите «Создать исследование» после ввода информации о случае. При появлении запроса нажмите «Подтвердить», чтобы подтвердить, что данные будут использоваться только в исследовательских целях. Наполните камеру для жидкости стерилизованной водой в соответствии с инструкциями. Нажмите «Далее» при появлении запроса, затем выберите «Получить» из отображаемых вариантов. Теперь нажмите кнопку Загрузить новый образец, чтобы система отобразила сообщение Подготовить образец и загрузить слайд NIO. Извлеките предметное стекло биопсии предстательной железы. С помощью тканевых щипцов с зубами откройте прилагаемый покровный стебель и надежно поместите биопсию предстательной железы из среды RPMI в паз предметного стекла. Аккуратно закройте покровное стекло и закрепите образец. Откройте держатель слайда на интерфейсе имидж-сканера SRH и вставьте подготовленный слайд, обеспечив правильное выравнивание. Установите параметры визуализации, выбрав Biopsy 1A в качестве названия образца, 0,4 миллиметра на 18,3 миллиметра области сканирования только для исследовательского использования. Закройте крышку и нажмите «Далее», когда система обнаружит закрытие. Для параметра Положение сканирования вручную отрегулируйте место сканирования с помощью изображения на экране. Затем нажмите «Получить изображение», чтобы продолжить. Просмотрите сведения об образце на экране и подтвердите его, выбрав «Продолжить». Пусть имидж-сканер объединяет секции для создания изображения SRH. Затем примените наложение искусственного интеллекта, щелкнув значок «больше», чтобы выделить раковые области красным цветом, нераковые области — зеленым, а недиагностические области — фиолетовым. Теперь просмотрите гистограмму, показывающую процент раковых, нераковых и недиагностических тканей. Нажмите на значок «меньше», чтобы вернуться к исходному образу SRH без наложения искусственного интеллекта. Используйте функции увеличения и уменьшения масштаба для детального изучения биопсийного изображения. Затем используйте навигационные значки для изучения биопсийного изображения. После первоначального сканирования с помощью тканевых щипцов с зубами приподнять покровное стекло и аккуратно извлечь биопсию из предметного стекла. Перенесите биопсию на увлажненную тельфу, смоченную в физрастворе, для поддержания целостности тканей. С помощью хирургического лезвия обрежьте нераковые области на основе наложения искусственного интеллекта, чтобы улучшить соотношение рака и тканей, обычно уделяя особое внимание концам. Повторно просканируйте обрезанную биопсию. Отрегулируйте область сканирования и положение, чтобы подтвердить повышенное соотношение рака и тканей. Теперь извлеките биопсию из предметного стекла с помощью тканевых щипцов и поместите ее в криопробирку. Затем заморозьте криопробирку в жидком азоте. Чтобы экспортировать данные изображения, нажмите значок бумажного самолетика, чтобы начать экспорт данных изображения. Нажмите «Выбрать местоположение экспорта» и выберите «USB», «Завершить», затем выберите внешний жесткий диск. Теперь выберите «Все исследование», чтобы экспортировать все серии изображений SRH. Дождитесь сообщения «Выполняется экспорт» и нажмите «Подтвердить» по завершении. Чтобы выключить прибор, нажмите Exit и следуйте инструкциям на экране. Выберите «Продолжить без» при появлении запроса на архивацию данных, если они уже экспортированы. Утилизируйте образец в соответствии с лабораторным протоколом. Затем нажмите «Далее». И с помощью прилагаемого шприца опорожните камеру с жидкостью. Нажмите «Далее» еще раз, затем выберите «Да» в параметрах отображения. Теперь извлеките и утилизируйте шприц. Затем нажмите кнопку Shut Down, чтобы выключить микроскоп SRH. Было проведено три различных сканирования биопсийного образца для получения гистологического изображения псевдогематоксилина и эозина, стимулированного окрашиванием комбинационного рассеяния света. Наложение искусственного интеллекта на изображение SRH дифференцировало опухолевые, неопухолевые и недиагностические области с использованием красного, зеленого и фиолетового сегментов соответственно. После обрезки недиагностических областей повторное сканирование биопсий показало увеличение доли опухоли с 27% до 72%. Соотношение рака к тканям значительно увеличилось после обрезки, при этом средний процент рака увеличился с 45% до разреза до 78% после разреза в 46 биопсиях. Неоптимальное сканирование на глубине 10 микрометров без чернил приводило к снижению четкости изображения из-за неправильных настроек параметров. Визуализация краев, покрытых чернилами, привела к появлению визуальных артефактов, проявляющихся в виде затемненных или нечетких областей из-за помех при получении лазерного сигнала.