Technologie 3D virtuálního barvení umožňuje neinvazivní pozorování rakovinné tkáně

Kolaborativní mezinárodní výzkumný tým vedený Kaistem, přesahující tradiční metody pozorování teopavěných a obarvených rakovinných tkání, úspěšně vyvinul novou technologii. Tato inovace používá pokročilé optické techniky kombinované s algoritmem hlubokého učení založeného na umělé inteligenci k vytvoření realistických, prakticky obarvených 3D obrazů rakovinné tkáně bez nutnosti excizní biopsie. Očekává se, že tento průlom připraví cestu pro neinvazivní patologickou diagnózu nové generace.

Výzkumný tým vedený profesorem Yongkeun Parkem na katedře fyziky ve spolupráci s týmem profesora Su-Jin Shin na Yonsei University Gangnam Severance Hospital, profesor Tae Hwangův tým na Mayo Clinic a Tomocube’s AI Research Team, vyvinul inovativní inovativní technologie schopný živě zobrazovat 3D strukturu Tkáně rakoviny bez samostatného zbarvení.

Výzkum je Publikováno v časopise Přírodní komunikace.

Více než 200 let se konvenční patologie spoléhala na pozorování rakovinných tkání pod mikroskopem, což je metoda, která ukazuje pouze specifické průřezy 3D rakovinné tkáně. To omezilo schopnost porozumět trojrozměrným spojením a prostorovým uspořádáním mezi buňkami.

K překonání tohoto výzkumného týmu využil holotomografii (HT), pokročilou optickou technologii, k měření informací o indexu 3D refrakčního indexu tkání. Poté integrovali založenou na AI Algoritmus hlubokého učení K úspěšnému generování virtuálních hematoxylin a eosinových obrazů – nejpoužívanější metoda barvení pro pozorování patologických tkání. Jádra hematoxylinu skvrny buněk modrá a eosinové skvrny cytoplazma růžová.

Výzkumný tým kvantitativně prokázal, že obrázky generované touto technologií jsou velmi podobné skutečným obarveným tkáňovým obrazům. Tato technologie dále vykazovala konzistentní výkon napříč různými orgány a tkáněmi, což prokazuje její všestrannost a spolehlivost jako nástroj patologické analýzy nové generace.

Navíc ověřením proveditelnosti této technologie prostřednictvím společného výzkumu s nemocnicemi a navíc Výzkumné instituce V Koreji a ve Spojených státech, využívající holotomografické vybavení TomoCube, tým prokázal svůj potenciál pro přijetí v plném rozsahu v reálném patologickém výzkumu.

Profesor Park uvedl: „Tento výzkum je velmi významným úspěchem, který rozšiřuje jednotku patologické analýzy z 2D na 3D. Očekává se, že bude široce využíván v různých biomedicínských výzkumech a klinických diagnózách, jako je analýza hranic nádorů rakoviny a prostorové rozdělení buněk v okolních oblastech.“