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什么是组织病理学?

作者:Prerna Roy & Victor Tsang

简介 

组织学将组织,疾病,图像,和染色这些看似不同的方向联系起来,该领域展示了现代医学的博大精深。这篇文章将介绍组织学成像的关键步骤、它们在诊断中的重要性,以及 PhoMedics 能为这个非常重要的领域所做出的贡献。

 

组织病理学是一个希望通过在显微镜下检查组织和细胞来研究疾病的领域。这些组织图像提供了庞大的生物信息:从细胞细节到结构分布,对于未经训练的人来说,这似乎只是一系列细胞;但对于受过专门训练的专家,也就是组织病理医生来说,这些图像是他们检查和做出诊断的宝贵依据。该领域对于帮助我们诊断在细胞水平上可见的疾病尤其重要,其中包括了自身免疫性疾病、炎症性疾病和癌症。在接下来的文章中,我们将深入了解组织病理学的基础知识,以及 PhoMedics 如何利用 CHAMP 技术改进整个过程。  

 

组织学图像是如何产生的? 

组织学图像与普通的显微镜组织图像之间存在一些关键性的差异。由于缺乏对比度,载玻片上的组织将呈现暗灰色,从而无法显现细胞特征。因此,组织学图像利用各种染料和染色剂来更好地可视化细胞特征,以获得对疾病准确的诊断。这些染料利用不同组织的生化差异来产生不同的颜色。最常见的染色剂之一是苏木精和伊红 (H&E),它们特别用于突出细胞核和勾勒细胞形态。这些信息是病理医生诊断癌症的一些关键依据。 

 

整个组织学图像的生成过程可分为五个关键步骤:福尔马林固定、脱水、石蜡包埋、切片和染色。这些步骤被视为获取组织学图像的黄金标准程序——它门是医学领域的全球性金标准。常见的H&E 是人体组织样本的重要染色剂,有助于诊断癌症和其他疾病。在此过程之后,组织病理医生将会对图像做出诊断,以便患者可以开始治疗或改善任何正在进行的治疗方法。 

 

为什么组织学图像对癌症诊断很重要?  

组织病理医生经常对癌症等疾病进行初步与持续的评估。初步评估可以帮助确定患者的癌症类型,随后的评估用于检查癌症的生长或减少。因为许多病人采用手术的方式去除癌症肿瘤,所以通过组织学图像检测手术切沿是否有癌细胞,以及癌细胞的数量,对于防止复发至关重要。 

这种评估手术部位剩余癌细胞数量的术后流程被称为手术切缘评估。它是对肿瘤切沿周围健康、规则组织数量的组织学测量。 手术切缘评估通常在手术切除肿瘤后进行,若切缘为“干净”,则大部分或所有的癌组织被设法切除,反之,则肿瘤超出切缘。

除了术前和术后的组织学评估,组织学的未来在于实时的术中成像。通过在手术过程中快速生成组织学图像,这些图像可以实时为组织病理学家提供指导,以确定手术是否已经移除大部分或全部的癌组织。这可以显著改善手术切缘的评估时间并减少癌症复发的机会。

PhoMedics 在这个领域的贡献是什么? 

组织病理学领域目前需要冗长的组织处理、包埋和染色步骤,这会大大增加诊断时间。即使可以在术中做出组织学诊断,较长的图像制备时间仍对患者不利。此外,快速但低质量和不一致的图像质量不利于提供准确的诊断来指导治疗。速度和图像质量之间的取舍使简化组织病理学的工作流程十分困难,而 CHAMP 显微镜™ 的创新技术则可以突破此限制。

CHAMP 显微镜™ 是一种快速、无标记、且不破坏组织的成像方式。它无需传统 H&E 染色的冗长组织处理和染色步骤即可为医疗专业人员提供快速且准确的组织病理图像。 CHAMP 图像是灰阶自发荧光图像,我们使用大量数据来驱动深度学习算法,将灰阶图像转换为虚拟 H&E 染色图像。此经过虚拟染色的图像与真实H&E染色的图像之间的差别微乎其微。您能区分下面哪个图像是由 CHAMP 显微镜™ 生成的虚拟染色图像,哪个是金标准石蜡切片的 H&E 染色结果?

虚拟染色的 CHAMP 图像

黄金标准 H&E 染色图像

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