Metoda obrazowania w podczerwieni w połączeniu z algorytmami uczenia maszynowego posiada ogromny potencjał jako wsparcie dla histopatologów w rozróżnianiu typów tkanek oraz diagnostyce zmian nowotworowych.

Wprowadzenie metody do zastosowań klinicznych jest ograniczone jednak poprzez stosunkowo wysoki koszt nośników próbki oraz długi czas przygotowania próbek i pomiaru. W zależności od wybranego trybu pomiarowego (transmisja lub transfleksja promieniowania), szczególne zastosowanie mają dwa rodzaje nośników próbek.

W przypadku transmisji, nośniki próbki są droższe. Jednak jakość otrzymanego sygnału jest dużo lepsza niż w przypadku trybu transfleksji. Poważne ograniczenie czasowe narzuca także etap przygotowania próbek, podczas którego próbki po pobraniu od pacjenta, są umieszczane w parafinie, która przed pomiarem jest usuwana w 24 godzinnym procesie odparafinowania.

Biorąc pod uwagę powyższe aspekty, naukowcy z Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS, Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk oraz Akademii Górniczo-Hutniczej w pracy „Influence of interference effects on the spectral quality and histological classification by FTIR imaging in transflection geometry” poddali analizie efekty zniekształcenia sygnałów, otrzymanych przy pomocy spektroskopii w podczerwieni (w trybie transmisji oraz transfleksji) próbek tkanek trzustki zatopionych w parafinie oraz po odparafinowaniu.

Pomiary próbek w różnych warunkach interferencji i przy tym samym poziomie zniekształceń umożliwiły na ich analizę ilościową. Wykorzystanie techniki uczenia maszynowego pozwoliło na ocenę możliwości tej metody do przewidywania typów tkanek trzustki.

Przedstawione badania dowiodły, że największe zniekształcenie sygnałów występuje w przypadku pomiarów próbek tkanki trzustki zatopionych w parafinie wykonanych w trybie transfleksji, podczas gdy pomiary w trybie transmisji próbek odparafinowanych demonstrowały najmniejsze zniekształcenie sygnału. Niemniej dokładność klasyfikacji była zadowalająca we wszystkich trybach pomiarowych – wyjaśnia Danuta Liberda jedna z autorek publikacji.

Wyniki przedstawionych badań budzą nadzieję na możliwość implementacji obrazowania w podczerwieni w praktyce klinicznej z wykorzystaniem niedrogich substratów.

Wyniki przedstawionych badań wykonanych w ramach grantu PRELUDIUM realizowanego w naszej jednostce przez mgr Danutę Liberdę budzą nadzieję na możliwość implementacji obrazowania w podczerwieni w praktyce klinicznej z wykorzystaniem niedrogich substratów. Badania nad tym aspektem będą kontynuowane w ramach wyżej wspomnianego grantu pt. „Wzmacnianie klasyfikacji histopatologicznej na podstawie obrazowania chemicznego FT-IR przy użyciu augmentacji danych” z użyciem tkanek piersi. Więcej informacji na temat projektu dostępne na stronie Narodowego Centrum Nauki. 

Całość publikacji znajduje się w aktywnym linku.

Rys. Obrazowanie spektroskopii w podczerwieni próbki trzustki.
a- różnica pomiędzy próbką w parafinie i po odparafinowaniu (Amid I)
b- obrazowanie próbki zatopionej w parafinie i po odparafinowaniu w trybie transfleksji
c- wynik klasyfikacji dla trzech klas tkanki (klasa inne – żółty, klasa włókna – różowy, klasa zraziki - zielony) dla próbki w parafinie oraz po odparafinowaniu.

Oprac. S. Orzechowska