A técnica de imagem lactente nova produz exacto, diagnóstico intraoperativo do tempo real dos tumores cerebrais

Um método novo de combinar imagem lactente óptica avançada com um algoritmo da inteligência artificial produz exacto, diagnóstico intraoperativo do tempo real dos tumores cerebrais, achados novos de um estudo.

Publicado na medicina da natureza o 6 de janeiro, o estudo examinou a precisão diagnóstica da classificação da imagem do tumor cerebral com da aprendizagem de máquina, comparada com a precisão da interpretação do patologista de imagens histologic convencionais. Os resultados para ambos os métodos eram comparáveis: o diagnóstico AI-baseado era 94,6% exactos, comparado com os 93,9% para a interpretação patologista-baseada.

A técnica de imagem lactente, histologia estimulada de Raman (SRH), revela a infiltração do tumor no tecido humano recolhendo o laser dispersado, iluminando as características essenciais consideradas não tipicamente em imagens histologic padrão.

As imagens microscópicas então são processadas e analisadas com inteligência artificial, e dentro sob dois e uma metade das actas, os cirurgiões podem ver um diagnóstico previsto do tumor cerebral. Usando a mesma tecnologia, após a resseção, podem detectar e remover exactamente o tumor de outra maneira indetectável.

Como cirurgiões, nós somos limitados à actuação no que nós podemos ver; esta tecnologia permite que nós considerem o que seriam de outra maneira invisíveis, para melhorar a velocidade e a precisão no OU, e reduz o risco de misdiagnosis. Com esta tecnologia imagiológica, as operações do cancro são mais seguras e mais eficazes do que sempre antes.

Autor Daniel superior A. Orringer, DM, professor adjunto da neurocirurgia na Faculdade de Medicina de NYU Grossman, que ajudou a desenvolver o SRH e co-conduziu o estudo com os colegas na Universidade do Michigan

Como o estudo foi conduzido

Para construir a ferramenta da inteligência artificial usada no estudo, os pesquisadores treinaram uma rede neural circunvolucional profunda (CNN) com as mais de 2,5 milhão amostras de 415 pacientes para classificar o tecido em 13 categorias histologic que representam os tumores cerebrais os mais comuns, incluindo a glioma maligno, o linfoma, tumores metastáticos, e meningioma.

A fim validar o CNN, os pesquisadores registraram 278 pacientes que submetem-se à resseção do tumor cerebral ou à cirurgia da epilepsia em três centros médicos da universidade no ensaio clínico em perspectiva. Os espécimes do tumor cerebral foram feitos a biópsia dos pacientes, rachados intraoperatively em espécimes da irmã, e atribuído aleatòria ao controle ou ao braço experimental.

Espécimes distribuídos através do braço de controle--a prática normalizada actual--foram transportados a um laboratório de patologia e atravessou o processamento do espécime, a preparação da corrediça por técnicos, e a interpretação por patologistas, um processo que tomasse 20-30 minutos. O braço experimental foi executado intraoperatively, da aquisição da imagem e do processamento à previsão diagnóstica através do CNN.

Notàvel, os erros diagnósticos no grupo experimental eram originais dos erros no grupo de controle, sugerindo que um patologista que usa a técnica nova poderia conseguir perto da precisão 100%. A capacidade diagnóstica precisa do sistema poderia igualmente ser benéfica aos centros que faltam o acesso aos neuropathologists peritos.

O SRH revolucionará o campo da neuropatologia melhorando a tomada de decisão durante a cirurgia e fornecendo a avaliação do perito-nível nos hospitais onde os neuropathologists treinados não estão disponíveis.

Matija Snuderl, DM, professor adjunto no departamento da patologia na Faculdade de Medicina de NYU Grossman e um co-autor do estudo

Tratamento pioneiro das ofertas do centro de tumor do cérebro e da espinha de NYU Langone

O Dr. Orringer juntou-se a NYU Langone em agosto de 2019, trazendo com ele a tecnologia que do SRH ajudou a desenvolver. O cérebro de NYU Langone e o centro de tumor da espinha são o primeiro para oferecer esta técnica, usando o sistema de imagem lactente de laser do NIO de Invenio, no nordeste.

A adição a mais nova à série detalhada do centro das tecnologias imagiológicas neurosurgical, SRH trabalha de acordo com MRI intraoperativo e a cirurgia fluorescência-guiada para fornecer a orientação de alta resolução da precisão para neurocirurgião da mundo-classe de NYU Langone.

O departamento de NYU Langone da neurocirurgia tem sido por muito tempo um líder em trazer as opções as mais avançadas do tratamento a nossos pacientes. Com a adição de experiência do Dr. Orringer e desta tecnologia jogo-em mudança, nós somos agora mesmo melhores equipados para fornecer cirurgias e resultados seguros da qualidade para os exemplos os mais complexos do tumor cerebral.

John G. Golfinos, DM, Joseph P. Ransohoff professor da neurologia e cadeira do departamento da neurocirurgia

A aplicação deste sistema novo é a mais recente de esforços de NYU Langone para integrar a inteligência artificial na prática clínica melhorar diagnósticos do cancro. Os pesquisadores e os clínicos no centro do cancro de Perlmutter de NYU Langone fizeram passos recentes no câncer pulmonar, no cancro da mama, e no tumor cerebral.

Source:
Journal reference:

Hollon, T. C. et al. (2020) Near real-time intraoperative brain tumor diagnosis using stimulated Raman histology and deep neural networks. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-019-0715-9