Αφηρημένο

συνεχίζει να είναι μια σημαντική κλινική ανάγκη για γρήγορη και αξιόπιστη αξιολόγηση διεγχειρητική περιθώριο κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης του καρκίνου υπάρχουν. Εδώ περιγράφουμε μια φορητή, ποσοτικό, οπτική ίνα probe-based, σαρωτή φασματοσκοπικές ιστού σχεδιασμένο για διεγχειρητική διαγνωστική απεικόνιση του χειρουργικού περιθώρια, τα οποία δοκιμάσαμε σε μια απόδειξη της μελέτης έννοιας σε ανθρώπινο ιστό για τη διάγνωση του καρκίνου του μαστού. Ο σαρωτής ιστού συνδυάζει τόσο φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης (DRS) και φασματοσκοπία ενδογενούς φθορισμού (IFS), και έχει την ικανότητα hyperspectral απεικόνισης, αποκτώντας πλήρη DRS και φάσματα IFS για κάθε σαρωμένης pixel της εικόνας. Μοντελοποίηση του DRS και IFS φάσματα δίνει ποσοτικές παραμέτρους που αντανακλούν την μεταβολική, βιοχημικές και μορφολογικές κατάσταση του ιστού, τα οποία μεταφράζονται σε διάγνωση της νόσου. Ο σαρωτής ιστός έχει υψηλή χωρική ανάλυση (0,25 mm) πάνω από ένα ευρύ οπτικό πεδίο (10 cm × 10 cm), και οι δύο υψηλής φασματικής ανάλυσης (2 nm) και υψηλή φασματική αντίθεση, εύκολα διακρίνει ιστούς με πολύ διαφορετικές οπτικές ιδιότητες (οστό, σκελετικούς μύες, το λίπος και ο συνδετικός ιστός). Tissue-προσομοίωση φάντασμα πειράματα επιβεβαιώνουν ότι ο σαρωτής ιστός μπορεί ποσοτική μέτρηση φασματικών παραμέτρων, όπως η συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης, σε ένα φυσιολογικά σχετικό εύρος με υψηλό βαθμό ακρίβειας (& lt? 5% σφάλμα). Τέλος, μελέτες με χρήση ανθρώπινων ιστών του μαστού έδειξε ότι ο σαρωτής ιστός μπορεί να ανιχνεύσει μικρές εστίες καρκίνου του μαστού σε ένα φόντο του φυσιολογικού ιστού του μαστού. Αυτό το scanner ιστός είναι απλούστερο στο σχεδιασμό, εικόνες ένα μεγαλύτερο οπτικό πεδίο σε υψηλότερη ανάλυση και παρέχει μια πιο φυσική ουσιαστική διάγνωση ιστό από ό, τι άλλα συστήματα φασματοσκοπίας απεικόνισης σήμερα αναφερθεί στην βιβλιογραφία. Πιστεύουμε ότι αυτή η φασματοσκοπική σαρωτή ιστού μπορεί να παρέχει σε πραγματικό χρόνο, ολοκληρωμένη διαγνωστική απεικόνιση των χειρουργικών περιθωρίων σε εκτομή ιστών, ξεπερνώντας τον περιορισμό της δειγματοληψίας στην τρέχουσα αξιολόγηση περιθώριο ιστοπαθολογία. Ως εκ τούτου, είναι ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη μιας τεχνολογίας πλατφόρμα για διεγχειρητική αντιμετώπιση του καρκίνου, ένα κλινικό πρόβλημα που έχει επαρκώς αντιμετωπιστεί μέχρι σήμερα

Παράθεση:. Lue Ν, Kang JW, Yu CC, Barman μου , Dingari NC, Feld MS, et al. (2012) Φορητό Οπτικών Ινών Probe-Based φασματοσκοπικές σαρωτή για Ταχεία Διάγνωση του καρκίνου: ένα νέο εργαλείο για διεγχειρητικές Αξιολόγησης Περιθωρίου. PLoS ONE 7 (1): e30887. doi: 10.1371 /journal.pone.0030887

Επιμέλεια: Tarl Wayne Πλώρη, Πανεπιστήμιο του Queensland, Αυστραλία

Ελήφθη: 1, Σεπτεμβρίου, 2011? Αποδεκτές: 22 του Δεκέμβρη 2011? Δημοσιεύθηκε: 27 Γενάρη 2012

Copyright: © 2012 Lue et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα του Εθνικού Κέντρου Υγείας Έρευνας Πόρων (Ρ41-RR02594 και S10-RR031845) και το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου (R01-CA97966 και R01-CA140288) και από την προμήθεια ιστών, Ιστολογίας και Ανοσοϊστοχημείας Πυρήνας διευκόλυνση της υποθέσεως Περιεκτική Cancer Center (P30 CA43703). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν ανταγωνιστικά συμφέροντα υπάρχουν

Εισαγωγή

Γρήγορη και αξιόπιστη διάγνωση ενδοεγχειρητικές ιστός είναι ένα κρίσιμο συστατικό της επιτυχούς επέμβαση καρκίνου σε μία ποικιλία συστημάτων οργάνων. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει μια σημαντική κλινική ανάγκη για γρήγορη και αξιόπιστη αξιολόγηση διεγχειρητική περιθώριο αποκοπεί χειρουργικά δείγματα. Επί του παρόντος, η αξιολόγηση διεγχειρητική περιθώριο γίνεται με οπτική επιθεώρηση και ψηλάφηση, ακολουθούμενη από επιλεκτική εκτίμηση τυχόν ύποπτες περιοχές με ταχεία ιστολογία ή αξιολόγηση κυτταρολογική εξέταση, η οποία μπορεί να είναι χρονοβόρα και ανακριβής λόγω περιορισμένης δειγματοληψίας. Δεν είναι ασυνήθιστο για το αποτέλεσμα αυτής της παθολογικής εκτίμηση περιθώριο για να έρθει μετά το χειρουργικό τραύμα κλείνεται και ο ασθενής μεταφέρθηκε στο χώρο ανάνηψης. Επιπλέον, υπάρχουν συχνές αποκλίσεις μεταξύ της επιλεκτικής διεγχειρητική και πιο εμπεριστατωμένη αξιολόγηση του περιθωρίου μετεγχειρητική παθολογία, απαιτούν επανεπέμβαση για την επίτευξη αρνητικών περιθωρίων. Σε χειρουργική επέμβαση διατήρησης του μαστού, για παράδειγμα, την εκ νέου λειτουργία για θετικά περιθώρια που ανακαλύφθηκε μετά το χειρουργείο απαιτείται έως και 50% των περιπτώσεων [1]. Επιπλέον, ο καρκίνος του μαστού επανεμφανιστεί τοπικά στο χειρουργικό κρεβάτι σε ~ 10% των ασθενών με αρνητικά περιθώρια για την αξιολόγηση της μετεγχειρητικής περιθώριο παθολογία [2], η οποία, ενώ πιο ολοκληρωμένη από διεγχειρητική αξιολόγηση παθολογία, εξακολουθεί να υπόκειται σε περιορισμούς δειγματοληψίας. Διεγχειρητικό εκτίμηση των χειρουργικών περιθωρίων είναι, ως εκ τούτου, ένα σημαντικό βήμα στην χειρουργική αντιμετώπιση του καρκίνου που έχει ανεπαρκώς αντιμετωπιστεί μέχρι σήμερα. Η πρόκληση για την αντιμετώπιση αυτής της ανάγκης είναι να αναπτυχθεί ένα σύστημα απεικόνισης με ένα αρκετά ευρύ οπτικό πεδίο για την εικόνα μεγάλων χειρουργικών δείγματα με αρκετά υψηλή ανάλυση για να ανιχνεύσει μικρές εστίες καρκίνου στο χειρουργικό περιθώριο σε μια κλινικά χρήσιμη χρονικό πλαίσιο.

Οπτική ίνα probe-based φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης (DRS) και εγγενή φασματοσκοπίας φθορισμού (IFS) είναι να επιδιωχθεί ενεργά ως εργαλεία για τον πραγματικό χρόνο διάγνωση του καρκίνου [3], και έχουν πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες προσεγγίσεις για διεγχειρητική και ολοκληρωμένη αξιολόγηση των χειρουργικών περιθωρίων . DRS και IFS εξαρτώνται από τις εγγενείς οπτικών ιδιοτήτων του ιστού και, ως εκ τούτου, δεν απαιτούν εξωγενή ανιχνευτές απεικόνισης ή παράγοντες αντίθεσης. Ο συνδυασμός του DRS και IFS παρέχει πληροφορίες σχετικά με την μεταβολική, βιοχημικές και μορφολογικές κατάσταση του ιστού, η οποία μπορεί να μεταφραστεί σε διάγνωση της νόσου. DRS και IFS έχει διείσδυση ιστού σχετικά ρηχή (≤1 mm), και έτσι ανακρίνει μόνο το περιθώριο των αποκομμένο δείγμα ιστού. Αντίθετα με τις παραδοσιακές παθολογία διάγνωση, φασματοσκοπικά διάγνωση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε πραγματικό χρόνο. Φασματοσκοπικές τεχνικές είναι επίσης ποσοτικά και κατά συνέπεια πιο αντικειμενική από την παραδοσιακή προσέγγιση, η οποία υπόκειται σε ερμηνεία παθολογοανατόμο. Ωστόσο, οι συμβατικές τεχνικές φασματοσκοπίας ανιχνευτή που βασίζεται οπτική ίνα εξετάσει μόνο μια μικρή περιοχή του ιστού (~ 1 mm) κάθε φορά, και έτσι μπορεί να υποφέρουν από κάτω από τη δειγματοληψία και εύκολα χάσει την αλλοίωση του ενδιαφέροντος. τεχνικές απεικόνισης φασματοσκοπικές [4] – [9]. μπορεί να εξετάσει το σύνολο του περιθωρίου των αποκομμένου δείγματος ιστού, και έτσι δεν είναι επιρρεπείς στους περιορισμούς της δειγματοληψίας είναι συνυφασμένες με την παραδοσιακή εξέταση παθολογία

Εδώ παρουσιάζουμε ένα φορητό, ποσοτική, οπτικών ινών probe-based, φασματοσκοπικές σαρωτή ιστού που μπορεί να παρέχει σε πραγματικό χρόνο ολοκληρωμένη εκτίμηση των χειρουργικών περιθωρίων σε δείγματα αποκομμένο ιστό. Ο σαρωτής προάγει σημαντικά τα οπτικά όργανα μας ίνα ανιχνευτή που βασίζεται φασματοσκοπία [10], [11], τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε κλινικές μελέτες για τη διάγνωση του στόματος, του οισοφάγου, του τραχήλου της μήτρας και του μαστού [12] – [15], για να ένα ευρύ πεδίο, υψηλή καθεστώς απεικόνισης ψήφισμα όπως απαιτείται για να είναι ένα αποτελεσματικό κλινικό εργαλείο για διεγχειρητική αξιολόγηση περιθώριο σε χειρουργική επέμβαση για καρκίνο. Αυτό το scanner ιστός είναι απλούστερο στο σχεδιασμό, εικόνες ένα μεγαλύτερο οπτικό πεδίο σε υψηλότερη ανάλυση και παρέχει μια πιο φυσική ουσιαστική διάγνωση ιστού από άλλα συστήματα απεικόνισης φασματοσκοπίας περιθώριο επί του παρόντος σε εξέλιξη. Συνολικά, ο σαρωτής ιστός μπορεί να παρέχει γρήγορη και ακριβή, διαγνωστικές εικόνες ολόκληρου του περιθωρίου αποκόπηκαν χειρουργικά δείγματα, ξεπερνώντας τον περιορισμό της δειγματοληψίας στην τρέχουσα αξιολόγηση περιθώριο παθολογία. Πιστεύουμε ότι ο σαρωτής ιστός είναι μια τεχνολογία πλατφόρμα που έχει τη δυνατότητα να παρέχει σε πραγματικό χρόνο, πλήρης, ενδοεγχειρητική εκτίμηση των χειρουργικών περιθωρίων που θα επιτρέψουν πιο ολοκληρωμένη εκτομή του άρρωστου ιστού και καλύτερη διατήρηση του φυσιολογικού ιστού σε χειρουργική επέμβαση για καρκίνο του μαστού και άλλων στερεών όγκων .

Υλικά και Μέθοδοι

Όργανα

Μια φορητή σαρωτή ιστού κατασκευάστηκε που μπορεί να σαρώσει μεγάλα δείγματα ιστού (έως 20 cm Χ 20 cm) σε υψηλή ανάλυση (0.25 mm ) σε κλινικώς αποδεκτό χρονικό πλαίσιο (λιγότερο από 20 λεπτά για 8 cm × περιοχή 8 cm και ανάλυση 0,25 mm). Το Σχήμα 1 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα και φωτογραφίες της μονάδας του σαρωτή ιστού. Ο σαρωτής χρησιμοποιεί ενιαίο πολυτροπικών ανιχνευτές οπτικής ίνας που έχουμε χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε ένα πολυτροπικό σύστημα κλινική φασματοσκοπίας [10] για τις μετρήσεις φασματοσκοπίας σημείο. Οι δύο ανιχνευτές οπτικής ίνας χρησιμοποιείται, ένα για DRS και ένα άλλο για IFS, με σταθερό διαχωρισμό των 0,75 εκατοστών για την ελαχιστοποίηση των cross talk μεταξύ δύο ανιχνευτών. Κάθε ανιχνευτής αποτελείται από μια δέσμη ινών με ένα μόνο κεντρικό ίνα που παρέχει φως διέγερσης στον ιστό, που περιβάλλεται από ένα δαχτυλίδι των πολλαπλών ινών που συλλέγουν αντανακλάται και φθορίζον φως που επιστρέφουν από το δείγμα και το διαβιβάζει στο φασματογράφο (όλες οι ίνες έχουν 200 μm πυρήνα και NA = 0,22), τερματίζεται με ένα διαφανές, προστατευτικό οπτική ασπίδα. Σε αυτή τη μελέτη, μόνο ένας των ινών συλλογή χρησιμοποιήθηκε σε κάθε ανιχνευτή. Ένα 75 W Xenon λυχνία τόξου (Oriel Instrument, USA) χρησιμοποιείται για να παράγει φως διέγερσης για DRS και 7 mW Q-switched λέιζερ στερεάς κατάστασης στα 355 nm (SNV-40F-000, Teem Photonics) να παράγουν φως διέγερσης για IFS. Αυτό το μήκος κύματος επιλέχθηκε με βάση τις προηγούμενες μελέτες IFS του καρκίνου του μαστού [15]. Ωστόσο, αυτή είναι μια τεχνολογία πλατφόρμα που μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί με άλλα μήκη κύματος διέγερσης για άλλες διαγνωστικές εφαρμογές. Τα σήματα που συλλέγονται με μικροσκοπικά φασματόμετρα (USB2000 +, Ocean Optics). Τα φασματόμετρα έχουν φασματική ανάλυση των 2 nm σε πλήρες πλάτος μισό μέγιστο (FWHM). Η δυνατότητα απεικόνισης ευρείας περιοχής επιτυγχάνεται με μηχανική σάρωση οπτικών ανιχνευτών με μια μακρά σειρά ταξιδιού, ΧΥ στάδιο της μετάφρασης και κινητήρες βήμα (Applied κίνησης Προϊόντα, μικρο κινητήρα stepper: 17-075 και του οδηγού: 3540i) σε μια ανεστραμμένη γεωμετρία μέσα από ένα πρότυπο γυάλινη πλάκα (20 cm Χ 30 cm × 0,16 cm) στο οποίο ακουμπά το δείγμα. Δεν υπάρχει καμία παρεμβολή από γυαλί φθορισμού με βιομοριακών φθοροφόρα ενδιαφέροντος: το κολλαγόνο και NADH. Η γυάλινη πλάκα ισοπεδώνει την επιφάνεια των ιστών και παρέχει μια αρκετά ομοιόμορφη απόσταση απεικόνισης καθετήρα-ιστού. Αυτό μας επιτρέπει να κάνουμε ποσοτικές μετρήσεις, διατηρώντας τα βασικά οπτικά χαρακτηριστικά του ανιχνευτή (μέγεθος κηλίδας και ΝΑ), καθώς και να επωφεληθούν πλήρως από κλινικά αποδεδειγμένη, φασματοσκοπικές μοντέλα probe-based μας [12] – [15], η οποία δεν θα ήταν που ισχύουν για τα δεδομένα που αποκτήθηκαν με ελεύθερο χώρο σύστημα απεικόνισης. δέσμη διέγερσης μέγεθος κηλίδας στην επιφάνεια ενός δείγματος ιστού που κάθεται στη γυάλινη πλάκα υπολογίζεται να είναι & lt? 1 mm. Labview 8.6 (National Instrument, TX) διαχειρίζεται τη σάρωση ράστερ από διοικούσε το στάδιο ΧΥ μέσω PC σειριακές θύρες και τα φασματικά εξαγορές δεδομένων. Συνολικός χρόνος σάρωσης για το δείγμα του ιστού εξαρτάται από την επιλογή των παραμέτρων όπως η ισχύς διέγερσης, χρόνος ενσωμάτωση, χωρική ανάλυση, οπτικό πεδίο, κ.λπ., τα οποία μπορεί να ρυθμίζεται ανάλογα με τον τύπο ιστού και κλινική ανάγκη. Σημειώστε ότι ο συνολικός χρόνος σάρωσης περιλαμβάνει χρονοδιάγραμμα απάντηση για να ξεκινήσει /σταματήσει και να αντιστρέψει τους κινητήρες stepper. Η φορητή συσκευή μετρά 60 εκατοστά χ 30 cm × 30 cm, ζυγίζει 13,6 κιλά και μπορεί εύκολα να ταιριάζει στις περισσότερες κλινικές χώρους, συμπεριλαμβανομένων των ασθενών δωμάτια εξέτασης, δωμάτια διαδικασία και χειρουργεία.

Σχηματικό διάγραμμα του σαρωτή ιστού και φωτογραφίες η μονάδα από διαφορετικές απόψεις.

η

η επεξεργασία δεδομένων

φάσματα φθορισμού (350-700 nm) DRS και λαμβάνονται για κάθε σημείο σαρωθεί. Μετά την αφαίρεση του υποβάθρου και την κανονικοποίηση με Spectralon πρότυπα λευκό ανάκλασης 20% (Labsphere, ΝΗ), φάσματα DRS αναλύονται χρησιμοποιώντας ένα μαθηματικό μοντέλο που βασίζεται στην προσέγγιση της διάδοσης της διάδοσης του φωτός στον ιστό [16]. Τα φάσματα IFS στη συνέχεια λαμβάνονται, με τη διόρθωση της ακατέργαστης φάσματα φθορισμού για τις επιδράσεις της απορρόφησης ιστού και σκέδασης χρησιμοποιώντας το αντίστοιχο φάσματα DRS [17] – [18], και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα γραμμικό μοντέλο συνδυασμού βασίζεται στην πολυμεταβλητή ανάλυση καμπύλης (MCR), μια πρότυπο χημειομετρικών μέθοδο [15]. Φασματική μοντελοποίηση παρέχει σωματικά ουσιαστική τοποθέτηση παραμέτρους που είναι ποσοτικά μέτρα των εισφορών των συγκεκριμένων στοιχείων ιστού. Αυτές οι φασματικές παραμέτρους είναι η βάση των αλγορίθμων απόφασης που χρησιμοποιείται στη διάγνωση του καρκίνου του μαστού [15] και άλλων καρκίνων [12] – [14]. DRS αποδόσεις μοντελοποίηση 3 παραμέτρους σκέδασης: Α, η οποία σχετίζεται με την ποσότητα του Mie σκεδαστές? Β, η οποία σχετίζεται με το μέγεθος των σκεδαστών? και Γ, η οποία σχετίζεται με την ποσότητα του Rayleigh σκεδαστές? και η απορρόφηση τοποθέτηση παράμετροι για αιμοσφαιρίνη (Hb) και β-καροτένιο, δύο καλά χαρακτηρισμένα απορροφητές στον ιστό του μαστού. τοποθέτηση παράμετροι IFS αποδόσεις μοντελοποίηση φθορισμού σχετίζεται με NADH, ένα κυτταρικό μεταβολίτη, και κολλαγόνο, ένα φθοροφόρο που είναι πιο άφθονο στο ινώδες στρώμα του καρκίνου του μαστού σε σύγκριση με φυσιολογικό ιστό του μαστού.

DRS και IFS κύβους δεδομένων, δηλαδή τρεις διαστάσεων συστοιχίες των συντεταγμένων ΧΥ εικόνα και το μήκος κύματος, λαμβάνονται κατά τη διάρκεια κάθε σάρωσης. Οι περιοχές επικάλυψης στη συνέχεια συν-καταχωρηθεί, χωρίς την ανάγκη για πολύπλοκες μαθηματικές μετασχηματισμό εκτός από απλή μετατόπιση του XY εγγραφείτε απέκτησε pixels, η οποία είχε προηγουμένως ληφθεί από τη σχετική θέση του καθετήρα κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης. Με την εγγραφή του DRS και τις θέσεις καθετήρα IFS, μπορούμε εύκολα να συγκεντρώσει εκ νέου 2D ποσοτική υπερφασματικό DRS και χάρτες ένταση IFS του σαρωμένου επιφάνεια του ιστού. Τα φάσματα στη συνέχεια ως πρότυπο και φασματικές παραμέτρους τοποθέτηση εκχυλίζεται με βάση εικονοστοιχείο προς εικονοστοιχείο για τη δημιουργία ποσοτικών χάρτες παράμετρο. Η διάγνωση ιστός μπορεί επίσης να αποδοθεί με μια παράμετρο που βασίζεται σε αλγόριθμο απόφαση για τη δημιουργία διαγνωστικών χάρτες. Συγκεκριμένα, για τις μελέτες του ιστού του μαστού, ένα προηγουμένως αναπτυχθεί διαγνωστικός αλγόριθμος DRS-IFS [15] εφαρμόστηκε στα τοποθέτηση παραμέτρους σε ένα pixel-by-pixel, και κάθε εικονοστοιχείο αποδίδεται διάγνωση του φυσιολογικού μαστού ή του καρκίνου του μαστού, για την κατασκευή ενός ψευδούς χρώμα διαγνωστικό χάρτη της σαρωμένης επιφάνεια του ιστού. Επί του παρόντος, τα δεδομένα υποβάλλονται σε επεξεργασία από τη γραμμή, και μπορεί να πάρει μέχρι ένα δευτερόλεπτο ανά σημείο δεδομένων για το μοντέλο τοποθέτηση. Οραματιζόμαστε ότι σε πραγματικό χρόνο (on-the-fly) η επεξεργασία των δεδομένων μπορεί να πραγματοποιηθεί με την ενσωμάτωση κοπή αλγόριθμους μηχανικής μάθησης άκρη που έχουν πρόσφατα διερευνηθεί για φασματοσκοπικές λεπτομέρειες από διάφορα εργαστήρια, συμπεριλαμβανομένων δική μας [19] – [22]

.

Tissue προσομοιώνοντας φαντάσματα

Tissue-προσομοίωση υγρό φαντάσματα παρασκευάστηκαν από διάφορα μίγματα Intralipid (Invitrogen), αιμοσφαιρίνη (Hb) (Sigma Aldrich) ή αίμα, και φουρανίου (Sigma Aldrich) για την επικύρωση ποσοτική εκχύλιση απορρόφηση ιστό και τις ιδιότητες φθορισμού από τα φασματικά δεδομένα που ελήφθησαν με το σαρωτή. Αυτοκόλλητες δακτύλιους με εσωτερική διάμετρο 1 cm διατάχθηκαν στη γυάλινη πλάκα για να κρατήσει τα σταγονίδια των υγρών φαντάσματα στη θέση του. Χρησιμοποιώντας ένα σιφώνιο μικρολίτρων, 200 μL από κάθε υγρό φάντασμα τοποθετήθηκε προσεκτικά στο δακτύλιους, σχηματίζοντας σταγονίδια -2.5 mm σε βάθος. πρότυπα Spectralon (10% και 20%) έχουν επίσης τοποθετηθεί στο οπτικό πεδίο, και χρησιμοποιήθηκαν για την κανονικοποίηση των φασματικών δεδομένων. Φάσματα που λαμβάνονται από κάθε σημείο μέσα σε κάθε φάντασμα τέθηκαν στον μέσο όρο.

Animal

ιστού

Μια μελέτη ιστός ζώο διεξήχθη για να αποδειχθεί ευρέως πεδίου υψηλής ανάλυσης hyperspectral ικανότητα απεικόνισης και φασματική αντίθεση να διακρίνει δομές ιστού με ποικίλες οπτικές ιδιότητες. Καθώς το ζώο ιστός χρησιμοποιήθηκε ελήφθη από εμπορική πηγή, ένα παντοπωλείο (Shaw του σούπερ μάρκετ, Lynn ΜΑ), ο ερευνητής δεν είχε άμεσο ή έμμεσο έλεγχο επί των διαδικασιών προ της σφαγής ή της ευθανασίας, και οι κίνδυνοι επαγγελματικής υγείας είναι μηδέν, το θεσμικό Ζώων φροντίδα και Επιτροπή Χρήσης (IACUC) στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve δεν απαιτούν ένα πρωτόκολλο. Ένα καθαρό-cut διατομή μιας αόριστης, κατεψυγμένα αποψυχθεί δείγμα ιστού χοίρου κνήμη (~ 10 εκατοστά σε διάμετρο) χρησιμοποιήθηκε. Πριν από τη διάθεση το τμήμα του ιστού πάνω στη γυάλινη πλάκα για σάρωση, είχε υγρανθεί με φυσιολογικό ορό. Χοίροι κάτω ιστός πόδι χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη αυτή, καθώς έχει περισσότερες ανατομικές λεπτομέρειες που απαιτούν υψηλή ανάλυση απεικόνισης και ένα ευρύτερο φάσμα των τύπων ιστού με μεγαλύτερη ποικιλία οπτικές ιδιότητες από ιστό του μαστού.

ιστούς του Ανθρώπου του μαστού

Μια μελέτη ανθρώπινων ιστών διεξήχθη για να αποδείξει την ικανότητα του σαρωτή ιστού για τη διάγνωση του καρκίνου του μαστού. Η μελέτη διεξήχθη στο πλαίσιο ενός απορρίπτονται πρωτόκολλο ιστού με κατάργηση του εν επιγνώσει συναίνεση του ασθενούς έχουν εγκριθεί από το Διοικητικό Συμβούλιο του Ιατρικού Κέντρου Θεσμικών κριτική Πανεπιστημιακά Νοσοκομεία υπόθεση και η Επιτροπή ΜΙΤ για τη χρήση των Ανθρώπων ως πειραματικά υποκείμενα. Ένα αντιστοιχισμένο σύνολο των μη εγγεγραμμένων, κατεψυγμένων ιστών του μαστού, ένα κατάφωρα καρκινικών και άλλο συμφωνημένα κατάφωρα φυσιολογικό ιστό του μαστού από τον ίδιο ασθενή, ελήφθησαν από το Μηχανισμό Tissue Προμηθειών υπόθεση Comprehensive Cancer Center του Ανθρώπου για σάρωση στο σαρωτή ιστό. Οι ιστοί στάλθηκαν καταψύχθηκαν σε ξηρό πάγο και αποψύχθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου πριν από τη σάρωση. Για την πρόληψη της αφυδάτωσης, οι ιστοί υγραίνεται με μια μικρή ποσότητα φυσιολογικού ορού. Οι ιστοί τοποθετούνται δίπλα-δίπλα στη γυάλινη επιφάνεια του σαρωτή. Μετά τη σάρωση, οι επιφάνειες των ιστών σαρωθεί σημαδεύτηκαν με χρωματιστό κολλοειδή μελάνια να διατηρήσει τον προσανατολισμό, σταθεροποιήθηκαν σε 10% ουδέτερη ρυθμισμένη φορμαλίνη, υποβάλλονται σε επεξεργασία και ενσωματωμένα σε παραφίνη, και αιματοξυλίνη και εοσίνη χρωματισμένο τομές ιστού παρασκευάζεται για μικροσκοπική εξέταση από έναν έμπειρο παθολόγο του μαστού στο Πανεπιστήμιο νοσοκομεία υπόθεση Ιατρικό Κέντρο, για σύγκριση με τα αποτελέσματα φασματοσκοπικές απεικόνισης.

αποτελέσματα

Μια σειρά από μελέτες που διεξήχθησαν για τη δοκιμή της απόδοσης του συστήματος. Ένας στόχος ανάλυση χρησιμοποιήθηκε για να καταδείξει την ικανότητα απεικόνισης και για τη δοκιμή χωρική ανάλυση του συστήματος. Μια σειρά υγρών φαντάσματα ιστού-προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε για την επικύρωση ποσοτική εκχύλιση των ιδιοτήτων των ιστών από τα δεδομένα ανακλαστικότητας και φασματική φθορισμού. Επιπλέον, ζωικού ιστού χρησιμοποιήθηκε για να απεικονίσουν την υπερφασματική ικανότητα απεικόνισης του συστήματος και να αποδείξουν φασματική αντίθεση για τη διάκριση των ιστών με διαφορετικά σκέδαση και απορρόφηση ιδιότητες. Τέλος, φυσιολογικών και καρκινικών ιστών από έναν ασθενή με καρκίνο του μαστού, χρησιμοποιήθηκαν για να αποδειχθεί η χρησιμότητα του σαρωτή ιστού ως διάταξη εκτίμησης περιθώριο του καρκίνου.

Χωρική ανάλυση

Στο πείραμα στόχος ανάλυση DRS, ένας θετική πολλαπλών συχνοτήτων στόχο τη νόθευση του δικτύου (NT46-250, Edmond Optics, Σχήμα 2Α) τοποθετήθηκε όψη προς τα κάτω στη γυάλινη πλάκα και σάρωσης DRS που λαμβάνεται από μια περιοχή 2,5 εκατοστά Χ 2,5 cm με διέγερση ισχύ 200 mW, ο χρόνος ενσωμάτωσης 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου , χωρική ή pixel της εικόνας ανάλυση 0,25 χιλιοστών. Συνολικός χρόνος απόκτησης για την εικόνα DRS ήταν λιγότερο από 10 λεπτά. Σε μήκος κύματος 500 nm, τα μικρότερα χαρακτηριστικά κουκίδα τυπωθεί με το στόχο, 250 μικρά σε διάμετρο, μπορεί να επιλυθεί, όπως αναφέρεται στο τυχαία επιλεγμένο DRS εικόνα στα 510 nm στην Εικόνα 2Β. Παρόμοια ανάλυση βρέθηκε επίσης για τη σάρωση IFS. Σε αυτό το πείραμα, ένα σταγονίδιο του φουρανίου (0.8 μg /mL) και Intralipid (1%) τοποθετήθηκε μέσα σε ένα δακτύλιο πάνω στη γυάλινη πλάκα, μια γραμμή φθορισμός σάρωση αποκτήθηκαν σε όλη την σταγονιδίων, και η απόκριση άκρη [23] μετράται σε 425 nm, δίνοντας μια ανάλυση IFS 250 μικρομέτρων (10% έως 90% μετάβασης). Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι ο σαρωτής ιστός μπορεί εικόνα ένα μεγάλο οπτικό πεδίο με ανάλυση υπο-χιλιοστού.

Μια φωτογραφία του στόχου ψήφισμα (Α) και ένα τυχαία επιλεγμένο 2D 2,5 εκατοστά Χ 2,5 εκατοστά DRS φασματική ένταση χάρτης μεγεθυσμένη στόχο στα 510 nm (Β)? ένα μεικτό φωτογραφία του χοίρου τμήμα κνήμη σταυρό ιστού που σαρώθηκε (C)? μία φωτογραφία της διατομής του ιστού πάνω στη γυάλινη πλάκα κατά τη διάρκεια της σάρωσης (D)? και 9 χ 9cm DRS εικόνες του ιστού διατομής σε διαφορετικά μήκη κύματος (Ε-Η). Σημειώστε ότι το μπαρ χρώμα είναι για όλες τις εικόνες DRS και σε αυθαίρετες μονάδες.

Η

Το οπτικό πεδίο και η φασματική αντίθεση

Στη συνέχεια, ένα καθαρό-cut διατομή του ένα κατεψυγμένο-απόψυξη δείγμα ιστού κνήμη χοίρου (~ 10 cm σε διάμετρο) χρησιμοποιήθηκε για να καταδείξει τη σάρωση μεγάλων οπτικών πεδίων και φασματική αντίθεση να διακρίνει δομές ιστού με διαφορετικές οπτικές ιδιότητες (Σχήμα 2C). Μετά την τοποθέτηση στη γυάλινη πλάκα (Σχήμα 2D), DRS σαρώσεις έγιναν με διέγερση ισχύ 250 mW, ώρα 50 χιλιοστά του δευτερολέπτου και χωρική ανάλυση 0,5 χιλιοστά ενσωμάτωση. Συνολικός χρόνος απόκτησης για την εικόνα DRS ήταν 30 λεπτά. Εικόνα 2Ε δείχνει DRS χάρτες φασματική ένταση που αποκτήθηκαν με τον σαρωτή σε επιλεγμένα μήκη κύματος. Το DRS φασματική χάρτης ένταση στα 487 nm ήταν η βέλτιστη για τη διάκριση τύπους ιστού με πολύ διαφορετικές οπτικές ιδιότητες σε αυτόν τον ιστό, συμπεριλαμβανομένων των οστών, σκελετικό μυ, λίπος και συνδετικούς ιστούς. Αυτή η μελέτη βιολογικού ιστού δείχνει ότι ο σαρωτής ιστός μπορεί εικόνα ένα μεγάλο οπτικό πεδίο με τόσο υψηλή χωρική ανάλυση και φασματική αντίθεση με τη διάκριση των ιστών με διαφορετικές οπτικές ιδιότητες.

Η βαθμονόμηση και επικύρωση των ποσοτικών μετρήσεων

Δεκαπέντε υγρό προσομοίωσης ιστού φαντάσματα, που αποτελείται από ένα Intralipid διάλυμα 2% και διάφορες ποσότητες σκόνης Hb να προσομοιώσει σκέδασης του ιστού του μαστού και την απορρόφηση, παρασκευάστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση DRS. DRS σαρώσεις έγιναν με διέγερση ισχύ 150 mW, ενσωματώνοντας χρόνο 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου και χωρική ανάλυση 0,5 χιλιοστά. συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης είναι μεγαλύτερη στην πρώτη φάντασμα (# 1) και τελευταία φάντασμα (# 15), και σταδιακά μειώνεται από phantom 1 έως φάντασμα 14. Μια 2D DRS σαρωμένη εικόνα των φαντασμάτων και των προτύπων Spectralon σε ένα τυχαία επιλεγμένο μήκος κύματος (490 nm) φαίνεται στο Σχήμα 3C. Όπως ήταν αναμενόμενο, η ένταση του σήματος ανάκλασης ήταν αντιστρόφως ανάλογη προς τη συγκέντρωση Hb (λόγω απορρόφησης Hb). Δηλαδή, το σήμα ανάκλασης είναι η χαμηλότερη στην φαντάσματα # 1 και # 15, και αυξάνει με μειούμενη συγκέντρωση Hb από phantom # 1 έως # 14 φάντασμα. Εικόνα 4Α δείχνει ένα φάσμα DRS ενός φαντάσματος με 1,8 mg /ml Hb, μαζί με το αντίστοιχο μοντέλο ταιριάζει και υπολειμματική του. Το Σχήμα 4Β δείχνει τη συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης υπολογίζεται από το μέσο όρο φάντασμα DRS φάσματα, τα οποία παρουσιάζουν εξαιρετική συμφωνία με τις συγκεντρώσεις Hb πραγματικό φάντασμα (error≤5%). Όλες οι υπολογιζόμενες παράμετροι σκέδασης που σχετίζονται ήταν σταθερή σε όλα τα δείγματα. Πρόσθετα πειράματα με σταθερή συγκέντρωση Hb και μεταβάλλοντας Intralipid συγκέντρωση σκεδαστή έδειξαν οι υπολογισμένες παράμετροι σκέδασης ήταν ανάλογη προς Intralipid συγκέντρωση (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων υγρών φάντασμα επιβεβαιώνουν ότι ο σαρωτής ιστού μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια ένα φυσιολογικώς σχετικό φάσμα απορρόφησης DRS και σκέδασης παραμέτρους σε ένα μεγάλο πεδίο σάρωσης του άποψη.

Δεκαπέντε υγρό φαντάσματα που αποτελείται από 2% Intralipid και ποικίλες Hb Οι συγκεντρώσεις σε γυάλινα φιαλίδια (Α)? Δακτύλιους που γεμίζουν με υγρό φαντάσματα και πρότυπα Spectralon (10% και 20%) επί της γυάλινης πλάκας, με το πεδίο σάρωσης του άποψη σημειώνονται με κίτρινη ταινία (Β)? 2D DRS σάρωση των φαντασμάτων και των προτύπων Spectralon στα 490 nm (οπτικό πεδίο = 10 cm × 10 cm) (C).

Η

DRS φάσματα από ένα υγρό φάντασμα με 1,8 mg /ml Hb (μπλε ), που αντιστοιχεί μοντέλο ταιριάζει (κόκκινο) και υπολειπόμενη (μαύρο) (Α)? ιστόγραμμα που δείχνει τα αποτελέσματα της καμπύλης συγκέντρωσης της αιμοσφαιρίνης (Β).

Η

Για την επικύρωση IFS, χρησιμοποιήθηκαν 4 υγρού ιστού προσομοίωση φαντάσματα, που αποτελείται από δύο επαναλήψεις κάθε μία Intralipid διαλύματος 1% με δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις της ανθρώπινης αίμα και φουρανίου (0,3 και 0,8 μg /mL), η οποία έχει ισχυρή φθορισμό στην περιοχή 400-450 nm (Πίνακας 1). Σημειώστε ότι ένα pin-τσίμπημα δείγμα αίματος χρησιμοποιήθηκε αντί του Hb σκόνη για την παροχή πρόσθετων βιοχημικές φθοροφόρων και σκεδαστές με την οποία να δοκιμάσουν DRS διόρθωση των φασμάτων φθορισμού για τις επιπτώσεις της σκέδασης και απορρόφησης. σαρώσεις IFS πραγματοποιήθηκαν με διέγερση δύναμη των 1,5 MW και το χρόνο ενσωμάτωσης της 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Οι συγκεντρώσεις Hb στα δύο σύνολα των αναπαραγόμενων φαντάσματα προσδιορίστηκαν από τα δεδομένα DRS και βρέθηκε να είναι 3.60 ± 0.20 και 0.33 ± 0.03 mg /mL. Το Σχήμα 5Α δείχνει ότι τα φάσματα DRS των 4 φαντάσματα ποικίλλουν κυρίως με τη συγκέντρωση Hb, ενώ τα φάσματα IFS φαίνεται στο Σχήμα 5Β είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητη της συγκέντρωσης της αιμοσφαιρίνης και εξαρτάται από τη συγκέντρωση του φουρανίου. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων υγρών φάντασμα επιβεβαιώνουν ότι ο σαρωτής ιστός μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια φθοροφόρων σε μια μεταβλητή φόντο απορρόφησης και σκέδασης σε ένα μεγάλο πεδίο σάρωσης του άποψη.

DRS (α) και φάσματα IFS (β) των φαντασμάτων με μεταβαλλόμενη συγκέντρωση φουρανίου (phantom 1 και 2 φουράνιο = 0.8 μg /mL)? φάντασμα 3 και 4 φουρανίου = 0,3 μg /mL).

Η

Κανονική καρκίνο του μαστού και την απεικόνιση των ιστών

Για να αποδείξουν την ικανότητά του σαρωτή να προσδιορίσει ανθρώπινο ιστό καρκίνου του μαστού, ένα αντιστοιχισμένο σύνολο κατεψυγμένο-αποψυγμένο ιστούς του μαστού, ένα χονδροειδώς καρκινικών και ένα άλλο συμφωνημένα χονδροειδώς φυσιολογικό ιστό του μαστού από τον ίδιο ασθενή, τοποθετήθηκαν side-by-side στη γυάλινη επιφάνεια του σαρωτή πλάκα τόσο κοντά όσο το δυνατόν να ελαχιστοποιηθεί η διαφορά μεταξύ των ιστών ( Εικόνα 6Α-Β). DRS και IFS σαρώσεις έγιναν με την ταυτόχρονη σάρωση της περιοχής cm 3 cm × 3 που μας ενδιαφέρει, χρησιμοποιώντας ξεχωριστά DRS και IFS ανιχνευτές με διαχωρισμό ανιχνευτή 0,75 cm και χωρική ανάλυση των 0,25 χιλιοστών ανά pixel. Διέγερσης ρεύματος και ο χρόνος ενσωμάτωσης ήταν 400 mW και 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου για DRS, και 1,5 mW και 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου για σάρωση IFS. Συνολικός χρόνος απόκτησης εικόνα 150 × 150 pixels ήταν 18 λεπτά. 2D ποσοτική DRS και φασματική χάρτες ένταση IFS δημιουργήθηκαν. Το DRS και IFS φάσματα στη συνέχεια διαμορφώθηκε και τοποθέτηση παράμετροι εξάγονται για να σχηματίσουν 2D ποσοτικά χάρτες παράμετρο για τη σύγκριση με την παθολογία

Διάγραμμα του φυσιολογικού και του καρκίνου του μαστού ιστοί τοποθετήθηκαν σε γυάλινη πλάκα κατά τη διάρκεια της σάρωσης (Α).? Ακαθάριστο φωτογραφία των ιστών του μαστού (Β)? Composite μικροφωτογραφία ιστοπαθολογική εξέταση των ιστών του μαστού (C) (κορυφή ένθετο: πορογενές καρκίνωμα

in situ

? Κάτω ένθετο: πορογενές διηθητικό καρκίνωμα)? DRS (D) και IFS (Ε) φάσματα των ιστών του μαστού.

Η

Τα αποτελέσματα της εξέτασης παθολογίας (Σχήμα 6C) επιβεβαίωσε ότι η κατάφωρα καρκινικού ιστού αποτελείται κυρίως από καρκίνο του μαστού (πορογενές διηθητικό καρκίνωμα). Είναι ενδιαφέρον ότι η χονδροειδώς φυσιολογικό ιστό του μαστού, αν και φαίνεται ότι αποτελείται μικροσκοπικά σε μεγάλο βαθμό από κανονικό ιστό μαστού, περιείχε πολλαπλές εστίες του καρκίνου του μαστού (πορογενές καρκίνωμα

in situ

) & lt? 1 έως 3 mm σε διάμετρο. DRS και IFS φάσματα ελήφθησαν από pixels σαρωτή εικόνας που καταλαμβάνεται από τον καρκίνο του μαστού και του φυσιολογικού ιστού του μαστού (Σχήμα 6D-Ε) είναι παρόμοια με εκείνα που λάβαμε με χρήση παρόμοιων ανιχνευτές οπτικών ινών σε ένα μη-απεικόνισης πολυτροπικό σύστημα φασματοσκοπίας [15]. Ωστόσο, αν και τα 2D DRS και IFS χάρτες φασματική ένταση καταδεικνύουν φασματική αντίθεση και έχουν την απαιτούμενη χημικών πληροφοριών ενσωματωμένα σε αυτά, δεν με τον εαυτό τους διακρίνει αξιόπιστα φυσιολογικό ιστό του μαστού από καρκίνο του μαστού (Σχήμα 7Α-Β).

DRS φασματική χάρτης ένταση του φυσιολογικών και καρκινικών ιστών στα 545 nm (Α)? IFS φασματική χάρτη ένταση στα 425 nm (Β)? παράμετρος DRS χάρτες σκέδαση παραμέτρων Α, Β και C, Hb και β-καροτένιο, αντίστοιχα. (C-G)? IFS παράμετρος χάρτη για το κολλαγόνο (H).

Η

Για να διακρίνουν σαφώς μεταξύ καρκινικό και φυσιολογικό ιστό του μαστού, χρησιμοποιήσαμε τη διαδικασία της τοποθέτησης παραμέτρους φυσικοχημικές εξάγεται από το DRS και φάσματα IFS. Ένα σύνολο επτά παραμέτρων εκχυλίζονται από τα φάσματα και χρησιμοποιήθηκαν για τον χαρακτηρισμό του ιστού: πέντε παραμέτρους DRS (A, B, C, Hb και β-καροτένιο) και δύο IFS παραμέτρους (κολλαγόνο και NADH). Το Σχήμα 8 είναι μια γραφική αναπαράσταση της μέσης και τυπική απόκλιση των εν λόγω φασματικών παραμέτρων των φυσιολογικών και καρκινικών ιστών μαστού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο κανονικός ιστός έχει σαφώς διαφορετικές μέσες τιμές των παραμέτρων σκέδασης, η απορρόφηση και φθορισμός από τον καρκινικό ιστό, και στατιστική ανάλυση t-test δείχνει ότι αυτές οι διαφορές είναι σημαντικές για όλες τις παραμέτρους σε εμπιστευτικό επίπεδο 99% (Πίνακας 2). Συγκεκριμένα, οι υψηλότερες τιμές των Α, C, β-καροτένιο και NADH παραμέτρους που βρίσκονται στο φυσιολογικό ιστό του μαστού, ενώ υψηλότερες τιμές του Β, Hb και οι παράμετροι του κολλαγόνου βρίσκονται στον ιστό του καρκίνου του μαστού. Οι υψηλότερες τιμές της παραμέτρου C είναι συνεπείς με την αύξηση του μεγέθους του κυττάρου όγκου πυρήνων, και ως αποτέλεσμα πυρήνα-προς-κυτταροπλασματική αναλογία, χαρακτηριστικό του καρκίνου του μαστού (και τα δύο διηθητικού καρκινώματος πορογενές καρκίνωμα και πόρου

in situ

) [24]. Οι υψηλότερες τιμές της Hb και των παραμέτρων του κολλαγόνου είναι επίσης συνεπής με την παρουσία του την αγγειογένεση και στρωματικών ίνωση, αντίστοιχα., Εμφανίζεται συνήθως στον καρκίνο του μαστού.

Bar διάγραμμα των pixel προς pixel σημαίνει DRS και IFS παραμέτρους φυσιολογικό και του μαστού ιστούς.

η

Όπως και με τα φασματικά χάρτες ένταση DRS και IFS, οι επιμέρους χάρτες παράμετρος DRS και IFS δεν κάνουν από μόνες τους διακρίνει αξιόπιστα φυσιολογικό ιστό του μαστού από καρκίνο του μαστού (Εικ. 7 Ο-Η). Ωστόσο, κανονικό ιστό μαστού θα μπορούσαν να διακριθούν αξιόπιστα από καρκίνο του μαστού στις εικόνες του σαρωτή ιστού με τη χρήση ενός αλγορίθμου απόφαση βασίζεται σε ένα συνδυασμό των DRS και IFS παραμέτρους, που αναπτύχθηκε σε προηγούμενη μελέτη σημείο ανιχνευτή μας [15]. Σε αυτόν τον αλγόριθμο, οι παράμετροι του κολλαγόνου IFS και DRS β-καροτένιο χρησιμοποιούνται για τη διάκριση φυσιολογικό ιστό του μαστού από όλες τις βλάβες του μαστού, συμπεριλαμβανομένων ινοκυστική μεταβολή, ιναδένωμα και τον καρκίνο. Από το πείραμα αυτό περιλαμβάνει μόνο ιστό φυσιολογικά και καρκινικά μαστού, αυτό το ίδιο αλγόριθμο θα πρέπει να παρέχει επαρκή διαγνωστικά διακρίσεις, εάν είναι μεταβιβάσιμα (δηλαδή είναι ισχυρή). Το οικόπεδο παράμετρος διασποράς για το DRS β-καροτένιο και οι παράμετροι του κολλαγόνου IFS και διαγνωστικά χάρτη με βάση αυτές τις 2 παραμέτρους στο Σχήμα 9 δείχνουν ότι ο αλγόριθμος DRS-IFS είναι πράγματι μεταβιβάσιμες και είναι επαρκής για να διακρίνουν τους τύπους ιστών σε αυτή την περίπτωση. Αντιπροσωπευτικά δεδομένα σημεία επιλέχθηκαν τυχαία από τις δύο περιοχές ιστού για την πλοκή παράμετρο διασποράς που φαίνεται στο Σχήμα 9Α. Η διαγνωστική χάρτης στο Σχήμα 9Β προσδιορίζονται όχι μόνο το μεγάλο επίκεντρο της επεμβατικής πορογενές στο εξαιρετικά καρκινικό ιστό του μαστού (στα αριστερά), αλλά και οι μικρές (& lt? 1 έως 3 mm) εστίες πορογενές καρκίνωμα

in situ

στο εξαιρετικά φυσιολογικό ιστό του μαστού, οι οποίες δεν μπορούν να προσδιοριστούν σε κάθε DRS β-καροτένιο (Σχήμα 7G) και IFS κολλαγόνου (Σχήμα 7Η) χάρτες παράμετρο. Αυτό υποδηλώνει ότι ο σαρωτής ιστός έχει επαρκή χωρική ανάλυση και φασματική αντίθεση με την ανίχνευση μικρών εστιών καρκίνου σε χειρουργικά όρια. Αυτό το πείραμα απόδειξη της έννοιας θέτει τα θεμέλια για περαιτέρω εργασίες σε πιο εκτεταμένη κλινική χαρακτηρισμό του οργάνου και την εφαρμογή του σε διεγχειρητική εκτίμηση των χειρουργικών περιθωρίων για τον καρκίνο στα συστήματα του μαστού και άλλων οργάνων.

Διάγραμμα διασποράς της απόφασης αλγόριθμο χρησιμοποιώντας DRS β-καροτένιο και οι παράμετροι του κολλαγόνου IFS για επιλεκτικές περιοχές σε ιστούς κανονικό και τον καρκίνο του μαστού (Α)? Διαγνωστική χάρτης των φυσιολογικών και καρκίνου του μαστού ιστών χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο απόφασης (Β).