טכנולוגיית הדמיה חדשה עשויה להפחית את הצורך בביופסיות עור

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


במקום להסיר בניתוח דגימת עור, לשלוח אותה למעבדה ולהמתין מספר ימים לתוצאות, רופא העור שלך מצלם תמונות של נגע בעל מראה חשוד ומפיק במהירות תמונה מפורטת ומיקרוסקופית של העור.

זה עשוי להפוך לשגרה במרפאות, תוצאה של טכנולוגיה חדשה של "היסטולוגיה וירטואלית" שפותחה על ידי חוקרים מבית הספר להנדסה UCLA Samueli ובית הספר לרפואה של דיוויד גפן ב-UCLA, על פי המאמר היום ב-UCLA אור: מדע ויישומים, כתב עת של קבוצת Springer Nature. היסטולוגיה היא חקר המבנה המיקרוסקופי של רקמות.

"תהליך זה עוקף מספר שלבים סטנדרטיים המשמשים בדרך כלל לאבחון – כולל ביופסיה של העור, קיבוע רקמות, עיבוד, חתך וצביעה היסטוכימית. תמונות נראות כמו קטעי עור מוכתמים ביופסיה, היסטוכימית שצולמו על שקופיות מיקרוסקופ", אמר המחבר הבכיר של המחקר, Aydogan Ozcan , פרופסור של הקנצלר ויו"ר וולגנאו לחדשנות הנדסית של המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים ב-UCLA Samueli.

הטכנולוגיה, שנמצאת במחקר ופיתוח כבר יותר משלוש שנים, עשויה לספק דרך חדשה לאבחון מהיר של גידולי עור ממאירים, להפחית את מספר הביופסיות הפולשניות המיותרות של העור ולאפשר אבחון מוקדם יותר של סרטן העור. בעבר, טכנולוגיה זו יושמה רק על שקופיות מיקרוסקופיות שהכילו רקמה לא מוכתמת, שנרכשה באמצעות ביופסיה. דוח זה הוא הראשון ליישם היסטולוגיה וירטואלית על רקמה שלמה ללא ביופסיה.

"הסטנדרט הנוכחי לאבחון מחלות עור, לרבות סרטן העור, מסתמך על ביופסיה פולשנית והערכה היסטופתולוגית. עבור חולים, זה מוביל לרוב לביופסיות וצלקות מיותרות וכן לביקורים מרובים אצל רופאים. זה גם יכול להיות יקר לחולים ולבריאות. מערכת הטיפול", אמר ד"ר פיליפ סקומפיה, עוזר פרופסור לדרמטולוגיה ודרמטופתולוגיה בבית הספר לרפואה של דיוויד גפן ב-UCLA ובבית החולים לעניינים ותיקים בלוס אנג'לס וחבר במרכז הסרטן המקיף של UCLA Jonsson. "הגישה שלנו עשויה להציע פתרון נטול ביופסיה, המספק תמונות של מבנה העור ברזולוציה ברמת התא."

צוות המחקר, בראשות Ozcan, Scumpia וד"ר גנאדי רובינשטיין, רופא עור במרכז דרמטולוגיה ולייזר בלוס אנג'לס, יצר מסגרת למידה עמוקה כדי לשנות תמונות של עור שלם שנרכשו על ידי טכנולוגיה אופטית לא פולשנית מתפתחת, מיקרוסקופיה קונפוקלית של רפלקציה (RCM), לפורמט ידידותי למשתמש עבור רופאי עור ופתולוגים. ניתוח תמונות RCM דורש הכשרה מיוחדת מכיוון שהן בשחור-לבן, ובניגוד להיסטולוגיה רגילה, הן חסרות תכונות גרעיניות של תאים.

"הופתעתי לראות כמה קל לטכנולוגיית הצביעה הווירטואלית הזו להפוך את התמונות לכאלה שאני רואה בדרך כלל של ביופסיות עור שמעובדות באמצעות קיבוע כימי מסורתי וצביעה רקמות במיקרוסקופ", אמר Scumpia.

החוקרים הכשירו "רשת עצבית מפותלת" להפוך במהירות תמונות RCM של עור לא מוכתם לתמונות תלת מימד מוכתמות כמעט כמו תמונות H&E (המטוקסילין ואאוזין) המוכרות לרופאי עור ודרמטופתולוגים. למידה עמוקה, סוג של למידת מכונה, בונה רשתות עצביות מלאכותיות שבדומה למוח האנושי, יכולות "ללמוד" מכמויות גדולות של נתונים.

"מסגרת זו יכולה לבצע היסטולוגיה וירטואלית על מגוון מצבי עור, כולל קרצינומה של תאי בסיס. היא גם מספקת תמונות תלת-ממדיות מפורטות של מספר שכבות עור", אמר אוזקן, בעל מינויים בפקולטה ב-UCLA בביו-הנדסה וכירורגיה והוא מנהל שותף של מכון NanoSystems של קליפורניה. "במחקרים שלנו, התמונות כמעט מוכתמות הראו ניגודיות צבע ומאפיינים מרחביים דומים שנמצאו בתמונות מיקרוסקופיות מוכתמות באופן מסורתי של רקמה שעברה ביופסיה. גישה זו עשויה לאפשר לאבחונים לראות את המאפיינים ההיסטולוגיים הכוללים של עור שלם ללא ביופסיות עור פולשניות או עבודה שלוקחת זמן רב. של עיבוד כימי וסימון של רקמות."

לדברי רובינשטיין, מדובר במחקר הוכחה מרגש. "הכלי היחיד המשמש כיום במרפאות כדי לעזור לרופא עור הם דרמטוסקופים, שמגדילים את העור ומקטבים את האור. במקרה הטוב, הם יכולים לעזור לרופא עור לקלוט דפוסים", אמר רובינשטיין, אשר משתמש גם במיקרוסקופים קונפוקאליים של רפלקציה במרפאה.

המחברים אמרו שנותרו מספר שלבים בתרגום טכנולוגיה זו לשימוש קליני, אך מטרתם היא לספק טכנולוגיה היסטולוגית וירטואלית שניתן לבנות בכל מכשיר – גדול, קטן או בשילוב עם מערכות הדמיה אופטית אחרות. ברגע שהרשת העצבית "תאומן", עם דגימות רקמה רבות ושימוש ביחידות עיבוד גרפיות חזקות (GPUs), היא תוכל לרוץ על מחשב או רשת, ולאפשר טרנספורמציה מהירה מתמונה סטנדרטית לתמונה היסטולוגית וירטואלית.

מחקרים עתידיים יקבעו אם הגישה הדיגיטלית הזו, נטולת הביופסיה, יכולה להתממשק עם הדמיה של כל הגוף ותיעוד רפואי אלקטרוני כדי לפתח עידן חדש של "דרמטולוגיה דיגיטלית" ולשנות את אופן תרגול רפואת העור. בנוסף, צוות המחקר יקבע אם פלטפורמת הבינה המלאכותית הזו יכולה לעבוד עם טכנולוגיות בינה מלאכותית אחרות כדי לחפש דפוסים ולעזור נוסף באבחון קליני.

מחברים אחרים של עבודה זו כוללים פרופסור משנה להנדסת חשמל ומחשבים יאיר ריבנסון מאוניברסיטת UCLA סמואל וסטודנטים לתואר שני בהנדסה של אוזקן: Jingxi Li, Jason Garfinkel, Xiaoran Zhang, Di Wu, Yijie Zhang, Kevin de Haan, Hongda Wang, Tairan Liu, ו ביג'י באי.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-11-19 03:30:54

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר