የዲጂታል ፓቶሎጂ እና የቲሹ ምስል ትንተና

ትርፍ፡

• በአጠቃላይ የስላይድ ምስል (WSI) የስራ ሂደት ውስጥ የ AI ድጋፍ ለሕዋስ ቆጠራ፣ ክፍፍል እና ደረጃ አሰጣጥ የማብራራት ችሎታ።
• በአምሳያው አፈፃፀም እና የጎራ ለውጥ ላይ የቀለም ቅብ እና የመቃኘትን ተፅእኖ የማወቅ ችሎታ
• የፓቶሎጂ AI ውጤቶችን በማጣቀሻ ደረጃ ፣ በናሙና እና በፓቶሎጂስት ማፅደቅ የማረጋገጥ ችሎታ

ፓቶሎጂ የመድሃኒት ቅርንጫፍ ነው, ይህም በአጉሊ መነጽር የቲሹን ናሙና በመመርመር በሽታው ተለይቶ ይታወቃል; የብዙ የካንሰር ምርመራዎች "የወርቅ ደረጃ" እዚህ ተዘጋጅቷል. ዲጂታል ፓቶሎጂ ባለከፍተኛ ጥራት ስካነር ባለው የመስታወት ስላይድ ላይ ባለ ባለቀለም የቲሹ ክፍል ዲጂታል ማድረግ ነው። የተገኘው ፋይል ሙሉ የስላይድ ምስል (በአጭሩ WSI) ይባላል። አንድ ስላይድ የጂጋፒክስል መጠን ያለው ግዙፍ ምስል ማለትም በቢሊዮኖች የሚቆጠሩ ፒክሰሎች ሊሆን ይችላል። ሰው ሰራሽ የማሰብ ችሎታ በእነዚህ ግዙፍ ምስሎች ውስጥ የሕዋስ ቆጠራን፣ የክልል ክፍፍልን እና ደረጃ መስጠትን ይደግፋል። በዚህ ክፍል ውስጥ የWSI የስራ ፍሰትን፣ ትልቁን ቴክኒካል ጉዳቱን እንመለከታለን፡ የመቀባት/የመቃኘት ልዩነት፣ እና ለምን የፓቶሎጂስት ማፅደቅ አስፈላጊ እንደሆነ።

ከመጀመሪያው እንናገር-ሰው ሰራሽ የማሰብ ችሎታ ቆጣሪ ፣ የመጀመሪያ ደረጃ ስካነር እና የፓቶሎጂ ሁለተኛ ዓይን ሊሆን ይችላል ። ነገር ግን የካንሰር ምርመራ፣ ደረጃ አሰጣጥ እና የደረጃ አሰጣጥ ውሳኔዎች የፓቶሎጂስት ናቸው። ሞዴሉ አይመረምርም.

የWSI የስራ ፍሰት ደረጃዎች

ደረጃ 1 - የማጣሪያ እና የጥራት ቁጥጥር። የመስታወት ስላይድ ይቃኛል; እንደ ትኩረት ማጥፋት፣ ማጠፍ ምልክቶች እና የአየር አረፋ ያሉ ጉድለቶች በራስ-ሰር ሊገኙ ይችላሉ። ደካማ ጥራት ያለው ቅኝት በጭራሽ ወደ ሞዴሉ መግባት የለበትም.

ደረጃ 2 - ንጣፍ (patch) መወገድ። Gigapixel ምስል በቀጥታ ሊሰራ አይችልም; ወደ ትናንሽ ካሬዎች (የእንግሊዘኛ ፓቼ, በተለምዶ 256x256 ወይም 512x512 ፒክሰሎች) ተከፍሏል. ሞዴሉ እያንዳንዱን ንጣፍ በተናጠል ይገመግማል, ከዚያም ውጤቶቹ ይጣመራሉ.

ደረጃ 3 - የሕብረ ሕዋስ / የሕዋስ ትንተና. ሞዴል; እንደ ዕጢው ቦታ ክፍፍል፣ mitosis (ዲቪዲንግ ሴል) ቆጠራ፣ የኑክሌር መጠጋጋት ወይም የጠቋሚ ስሌት (ለምሳሌ ኪ-67 የቀለም መጠን) ያሉ ተግባራትን ያከናውናል። ውጤቱ የቁጥር መለኪያ ወይም የሙቀት ካርታ ነው.

ደረጃ 4 - ማጠናከሪያ እና ሪፖርት ማድረግ። የሰድር ውጤቶች በተንሸራታች ደረጃ ላይ ይጣመራሉ; ማጠቃለያ ተዘጋጅቷል፣ ለምሳሌ "የእጢ አካባቢ መቶኛ" ወይም "ሚቶቲክ ቆጠራ"።

ደረጃ 5 - የፓቶሎጂ ባለሙያ ግምገማ. የፓቶሎጂ ባለሙያው ክልሎችን ይመረምራል እና በአምሳያው ምልክት የተደረገባቸውን ይቆጥራል; ይቀበላል፣ ያስተካክላል ወይም አይቀበልም። ምርመራ እና ደረጃ አሰጣጥ የሚወሰነው በፓቶሎጂስት ነው.

ትልቁ ወጥመድ፡ ማቅለም እና የመቃኘት ተለዋዋጭነት

የሕብረ ሕዋስ ክፍሎች ብዙውን ጊዜ በH&E (ሄማቶክሲሊን እና ኢኦሲን፣ ኒውክሊየስ ሰማያዊ-ቫዮሌት እና ሳይቶፕላዝም ሮዝን የሚያበላሽ መደበኛ ቀለም) ይታከማሉ። ነገር ግን የመርከስ ጥንካሬ በላብራቶሪ፣ በእድፍ ባች፣ በክፍል ውፍረት እና በስካነር ብራንድ በእጅጉ ይለያያል። የሰው ዓይን በቀላሉ ከእነዚህ ልዩነቶች ጋር ይጣጣማል; ሞዴሉ ተኳሃኝ ላይሆን ይችላል።

አንድ ሞዴል የላብራቶሪ ሀ ሀምራዊ ቃናዎችን መሰረት አድርጎ የተማረ ከሆነ አፈፃፀሙ በላብራቶ B ላይ የገረጣ ወይም የጠቆረ ቀለም ይቀንሳል። ይህ ክስተት ዶሜይን ለውጥ ተብሎ የሚጠራ ሲሆን በዲጂታል ፓቶሎጂ ውስጥ በጣም የተለመደው ውድቀት ነው። የመፍትሄ አቀራረቦች፡ የቀለም መደበኛነት (ምስሎችን ወደ አንድ የጋራ ቀለም ቦታ ማንቀሳቀስ)፣ ባለብዙ ማእከላዊ የስልጠና መረጃ እና - ከሁሉም በላይ - ጥቅም ላይ የሚውለው በእያንዳንዱ ላቦራቶሪ ውጫዊ ማረጋገጫ።

ሶስት ትናንሽ ጉዳዮች: በቁጥሮች

ጉዳይ 1 - በ mitotic ቆጠራ ውስጥ ወጥነት. የጡት ካንሰር ደረጃ አሰጣጥ ላይ ሚቶቲክ ቆጠራ አስፈላጊ ነው ነገር ግን አድካሚ እና ከተመልካች ወደ ተመልካች ይለያያል። በ AI የታገዘ የመጀመሪያ ደረጃ ቆጠራ በአንድ ላቦራቶሪ፣ በሁለት ፓቶሎጂስቶች መካከል ያለው ስምምነት (kappa) ከ 0.55 ወደ 0.71 ጨምሯል ፣ እና በእያንዳንዱ ስላይድ የመቁጠር ጊዜ ከ 4 ደቂቃ ወደ 1.5 ደቂቃዎች ቀንሷል። ይሁን እንጂ እያንዳንዱ የመጨረሻ ቆጠራ በፓቶሎጂስት ተረጋግጧል; ሞዴሉ የተጠቆመው, የፓቶሎጂ ባለሙያው ወሰነ.

ጉዳይ 2 - የመስክ ፈረቃ መታ። የእጢ ማከፋፈያ ሞዴል ባዘጋጀው ላቦራቶሪ ውስጥ 93% በትክክል እየሰራ ነበር. ተመሳሳይ ሞዴል በተለየ ስካነር እና ማቅለሚያ በመጠቀም በአጋር ላቦራቶሪ ውስጥ ዕጢውን በ 20% ስልታዊ በሆነ መንገድ ገምቷል። ከዚያ ላቦራቶሪ በ 200 ስላይዶች ከቀለም መደበኛ እና እድሳት በኋላ ፣ ልዩነቱ ወደ ተቀባይነት ደረጃ ቀንሷል።

ጉዳይ 3 - የናሙና ስህተት. አንድ ሞዴል በስላይድ ላይ "አይ" እጢ አለ; ይሁን እንጂ ሞዴሉ የተቃኘውን ቦታ ብቻ ገምግሟል እና እብጠቱ ናሙና ባልሆነ ክፍል ውስጥ ነበር. የፓቶሎጂ ምርመራ እንደ ስላይድ ምርጫ እና ናሙና ጥሩ ነው; የ AI “አሉታዊ” ውፅዓት ከናሙና በታች ያለውን ማካካሻ አያደርግም። ለዚህ ነው አሉታዊ የ AI ውጤት ብቻውን "በሽታ የለም" ማለት ነው.

ደካማ ፈጣን/ጠንካራ ፍጥነት

ማሳሰቢያ፡ የሚከተሉት ጥያቄዎች የፓቶሎጂ ዘገባን እና የስራ ፍሰት ጽሁፍን ለማዋቀር ናቸው። የቲሹ ምስል ምርመራ የተረጋገጠ የሶፍትዌር እና የፓቶሎጂስቶች ስራ ነው.

ደካማ ጥያቄ፡

በዚህ የፓቶሎጂ ዘገባ መሠረት ካንሰር አለ? [ሪፖርት]

ኃይለኛ ጥያቄ፡-

የእርስዎ ሚና፡ እርስዎ የፓቶሎጂ ሪፖርት ማዋቀር ረዳት ነዎት (ምርመራ አይደለህም)። የሚከተለውን ስም-አልባ የፓቶሎጂ ሪፖርት አዋቅር፡ - የናሙናውን አይነት፣ ቀለም መቀባት፣ ዕጢው ዓይነት/ደረጃ፣ የቀዶ ጥገና ኅዳግ፣ ማርከሮች - አሻሚ የቃላት አጻጻፍን ("ያልተለመደ፣ ክሊኒካዊ ትስስር ይመከራል") ያለማቋረጥ ያስቀምጡ። - በጽሁፉ ውስጥ የሌሉ ግኝቶችን አይጨምሩ። በጠፋው መስክ ላይ “ያልተገለጸ” ጻፍ።- በመጨረሻም የፓቶሎጂ ባለሙያው ሊያረጋግጥላቸው የሚገቡ 3 ነጥቦችን ይዘርዝሩ። ስም የለሽ ዘገባ፡[ጽሑፍ]

አራት ሊገለበጡ የሚችሉ አብነቶች

1) ደረጃውን የጠበቀ ሪፖርት ያድርጉ፡

የሚከተለውን ስም-አልባ የፓቶሎጂ ሪፖርት ወደ የተዋቀሩ መስኮች (አካል፣ ምርመራ፣ ደረጃ፣ ህዳግ፣ ማርከር መቶኛ) ያሴሩ። ከጽሑፉ ጋር ተጣበቅ። ሪፖርት፡ [ጽሑፍ]

2) የማስመሰያ ወጥነት ማረጋገጫ;

በዚህ ሪፖርት ውስጥ የተጠቀሱትን ሁሉንም መቶኛ እና አሃዛዊ ምልክቶች (Ki-67, ER, PR, HER2) ይዘርዝሩ; እርስ በርስ የሚጋጩትን እሴቶች ወይም ከምርመራው ጋር ምልክት ያድርጉ. ሪፖርት፡ [ጽሑፍ]

3) የሞዴል ማረጋገጫ እቅድ (ዲጂታል ፓቶሎጂ)

ለ WSI ክፍልፋይ ሞዴል ረቂቅ የማረጋገጫ እቅድ ይጻፉ፡ የቀለም መደበኛነት፣ ባለብዙ ማእከላዊ ውጫዊ ማረጋገጫ፣ የፓቶሎጂስት ስምምነት (kappa)፣ የመስክ ለውጥ ሙከራ። የፓቶሎጂስት ማረጋገጫ ነጥቦችን ለየብቻ ምልክት ያድርጉ።

4) የናሙና ማስጠንቀቂያ መጨመር፡-

ወደሚከተለው አሉታዊ የ AI ውጤት ጨምር "ናሙና ሊገደብ ይችላል, አሉታዊ ውጤት በሽታን አያጠቃልልም" እና የፓቶሎጂ ባለሙያ ማረጋገጫ አስፈላጊነት. ውጤት፡ [ጽሑፍ]

የሞዴል ሚና፡ በተግባር አይነት

የተግባር አይነት

AI አስተዋፅዖ

ወሳኝነት

ማረጋገጥ

ዕጢው ክልል ክፍፍል

ከፍተኛ

ከፍተኛ

ፓቶሎጂስት + ውጫዊ ማረጋገጫ

ሚቶሲስ / የሕዋስ ብዛት

ከፍተኛ

ከፍተኛ

የፓቶሎጂ ባለሙያ ማረጋገጫ

የአመልካች መቶኛ (Ki-67)

ከፍተኛ

መካከለኛ

የማጣቀሻ ንጽጽር

የጥራት ቁጥጥር (ትኩረት/ጉድለት)

ከፍተኛ

ዝቅተኛ

የቦታ ማረጋገጥ

ውቅረትን ሪፖርት አድርግ (ጽሑፍ)

ከፍተኛ

ዝቅተኛ

የፓቶሎጂ ባለሙያ ማረጋገጫ

ጠቃሚ ምክር: በዲጂታል ፓቶሎጂ ውስጥ የሞዴል ፕሮፖዛልን ሲገመግሙ ሁል ጊዜ ይጠይቁ: "ይህ ሞዴል በየትኛው የላቦራቶሪዎች እድፍ እና ስካነሮች ላይ የሰለጠነው እና በእኔ ቤተ ሙከራ ውስጥ የተረጋገጠ ነው?" መልሱ "አይ" ከሆነ, የአፈፃፀም አሃዞች እስካሁን ለእርስዎ አይተገበሩም.

ጥንቃቄ፡ AI “እጢ የለም” ስላለ ብቻ ናሙና ባልተደረገው ቲሹ ውስጥ ዕጢ የለም ማለት አይደለም። በፓቶሎጂ ውስጥ አሉታዊ ውጤት በናሙና ጥራት የተገደበ ነው; ንድፉ ከዚህ ገደብ መብለጥ አይችልም እና አሉታዊ ውጤት የምርመራ ማረጋገጫ አይደለም.

የተለመዱ ስህተቶች

• የቀለም / ማቅለሚያ ተለዋዋጭነትን ማቃለል. በዲጂታል ፓቶሎጂ ውስጥ የመስክ መንሸራተት በጣም የተለመደው የውድቀት መንስኤ ነው።
• በአንድ ማእከል ውስጥ አሰልጥኑ እና በሁሉም ቦታ ይጠቀሙ. የተለያዩ አሳሽ እና ማቅለም ጸጥ ያለ የአፈፃፀም ውድቀትን ይፈጥራል.
• ለማረጋገጫ አሉታዊ ውጤትን ስህተት. የናሙና ገደብ በአምሳያው ሊካስ አይችልም.
• የኢንተር ኦብሰርቨር ተለዋዋጭነትን ችላ ማለት። የማመሳከሪያው ደረጃ እራሱ ተለዋዋጭ ከሆነ ሞዴሉ በትክክል መገምገም አለበት.
• የፓቶሎጂ ባለሙያን ማስወገድ. መቁጠር እና መከፋፈል ድጋፍ ነው; ምርመራ እና ደረጃ አሰጣጥ ከፓቶሎጂስት ጋር እረፍት.

በማጠቃለያው

• ዲጂታል ፓቶሎጂ gigapixel WSI ምስሎችን ወደ ሰቆች በመከፋፈል ይተነትናል; AI በሴል ቆጠራ እና ክፍፍል ይደግፋል.
• ትልቁ የቴክኒካል ወጥመድ በቆሸሸ/በመቃኘት ልዩነት ምክንያት የመስክ መንሳፈፍ ነው። የቀለም መደበኛነት እና ውጫዊ ማረጋገጫ አስፈላጊ ናቸው.
• አሉታዊ የ AI ውጤት በናሙና ወሰን የተገደበ እና የምርመራ ማረጋገጫ አይሰጥም።
• የማመሳከሪያ ስታንዳርድ እና የኢንተር ኦብሰርቨር ተለዋዋጭነት የሞዴል ግምገማ አውድ ናቸው።
• ምርመራ, ደረጃ እና ደረጃ አሰጣጥ የፓቶሎጂስት ሃላፊነት ነው; AI አይመረመርም.

የመተግበሪያ ተግባር

መላምታዊ ዲጂታል ፓቶሎጂ ሞዴል ይምረጡ (ለምሳሌ የኪ-67 በመቶ ስሌት)። ለዚህ ሞዴል የውጫዊ ማረጋገጫ እቅድ ይፃፉ-ምን ያህል ስላይዶች ከየትኛው ቤተ-ሙከራዎች ፣ ምን ዓይነት የቀለም መደበኛነት ፣ የፓቶሎጂስት ስምምነትን እንዴት እንደሚለኩ እና የመስክ ተንሳፋፊን እንዴት እንደሚሞክሩ። ከዚያም በአምሳያው አሉታዊ/አዎንታዊ ውጤት ላይ መጨመር ያለበትን የእገዳ ማስጠንቀቂያ በአንድ ዓረፍተ ነገር ይጻፉ።

የማረጋገጫ ዝርዝር

• [ ] የWSI የስራ ሂደትን መቃኘት፣ ንጣፍ ማድረግ፣ መተንተን እና ማጠናቀር ደረጃዎችን አውቃለሁ።
• [] የቀለም/ስካን ተለዋዋጭነት የመስክ መንሸራተትን እንዴት እንደሚፈጥር እና እንዴት እንደሚተዳደር ተረድቻለሁ።
• [ ] አሉታዊው AI ውጤቱ በናሙና ወሰን የተገደበ መሆኑን ተረድቻለሁ።
• [] የውጫዊ ማረጋገጫ እና የፓቶሎጂስት ስምምነት (kappa) ጽንሰ-ሀሳቦችን መጠቀም እችላለሁ።
• [ ] የምርመራ እና የውጤት አሰጣጥ ውሳኔ በፓቶሎጂስት እንደሚቆይ ወደ ውስጥ ገብቻለሁ።