పరిచయం
డిఫ్యూజ్ గ్లియోమాస్ శస్త్రచికిత్స చేయడానికి అత్యంత సవాలుతో కూడిన మెదడు కణితులలో ఒకటి. వాటి చొరబాటు స్వభావం అంటే కణితి కణాలు చుట్టుపక్కల ఆరోగ్యకరమైన మెదడు కణజాలంలోకి వ్యాపించగలవు, ఇది శస్త్రచికిత్స సమయంలో క్యాన్సర్ మరియు సాధారణ ప్రాంతాల మధ్య తేడాను గుర్తించడం సర్జన్లకు కష్టతరం చేస్తుంది. గ్లియోమా శస్త్రచికిత్స యొక్క లక్ష్యం సాధ్యమైనంత ఎక్కువ కణితిని తొలగించడం, అదే సమయంలో క్లిష్టమైన మెదడు విధులను కాపాడటం, కానీ సరిహద్దులు అస్పష్టంగా ఉన్నప్పుడు ఈ సమతుల్యతను సాధించడం కష్టం. MRI వంటి సాంప్రదాయ ఇమేజింగ్ పద్ధతులు శస్త్రచికిత్సకు ముందు వీక్షణను అందిస్తాయి కానీ కణితి అంచుల వద్ద సంభవించే సూక్ష్మదర్శిని చొరబాటును పూర్తిగా పరిష్కరించలేవు. సాధారణంగా ఘనీభవించిన విభాగాలను ఉపయోగించి ఇంట్రాఆపరేటివ్ పాథాలజీ, వేగవంతమైన ఫీడ్బ్యాక్ను అందిస్తుంది కానీ మొత్తం కణితి అంచును సూచించని చిన్న, రెండు డైమెన్షనల్ నమూనాలకు పరిమితం చేయబడింది.
ఇప్పుడు, ఫుడాన్ యూనివర్శిటీ, హుషాన్ హాస్పిటల్, జాంగ్షాన్ హాస్పిటల్, బీజింగ్ న్యూరోసర్జికల్ ఇన్స్టిట్యూట్ మరియు క్యాపిటల్ మెడికల్ యూనివర్శిటీకి చెందిన పరిశోధకుల బృందం ULTRA (అల్ట్రారాపిడ్ క్లియర్డ్ స్టిమ్యులేటెడ్ రామన్ విత్ AI) అనే కొత్త ప్లాట్ఫారమ్ను అభివృద్ధి చేసింది, ఇది దాదాపు 30 నిమిషాల్లో గ్లియోమా అంచుల యొక్క త్రిమితీయ చిత్రాలను రూపొందించగలదు. సెల్ జర్నల్లో నివేదించబడిన ఈ సాంకేతికత, వేగవంతమైన కణజాల క్లియరింగ్, స్టిమ్యులేటెడ్ రామన్ స్కాటరింగ్ (SRS) మైక్రోస్కోపీ మరియు కృత్రిమ మేధస్సును మిళితం చేస్తుంది, సాంప్రదాయ స్టెయినింగ్ లేదా సెక్షనింగ్ అవసరం లేకుండా కణితి చొరబాటు యొక్క సమగ్ర వీక్షణను అందిస్తుంది.
గ్లియోమా సర్జరీ యొక్క సవాలు
గ్లియోమాస్ అనేవి న్యూరాన్లకు మద్దతు ఇచ్చే మరియు రక్షించే గ్లియల్ కణాల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే ప్రాధమిక మెదడు కణితులు. అవి వాటి విస్తరించిన పెరుగుదల నమూనాకు ప్రసిద్ధి చెందాయి, కణితి కణాలు తెల్ల పదార్థ ట్రాక్ట్లు మరియు రక్త నాళాల వెంట వలసపోతాయి, తరచుగా ప్రధాన కణితి ద్రవ్యరాశికి మించి ఉంటాయి. ఇది పూర్తి శస్త్రచికిత్స తొలగింపును దాదాపు అసాధ్యం చేస్తుంది మరియు అవశేష కణితి కణాలు పునరావృతానికి దారితీస్తాయి. న్యూరోసర్జన్లు తప్పనిసరిగా నిజ సమయంలో కణితి అంచులను గుర్తించడానికి ఇంట్రాఆపరేటివ్ సాధనాలపై ఆధారపడాలి.
ప్రస్తుతం, ప్రామాణిక పద్ధతి ఘనీభవించిన విభాగం విశ్లేషణ, ఇక్కడ కణజాలం యొక్క చిన్న ముక్కను తొలగించి, స్తంభింపజేసి, సూక్ష్మదర్శిని పరీక్ష కోసం ముక్కలుగా కోసి, మరక చేస్తారు. ఇది వేగవంతమైన పాథలాజికల్ సమాచారాన్ని అందిస్తున్నప్పటికీ, దీనికి అనేక పరిమితులు ఉన్నాయి. నమూనాలు సాధారణంగా చిన్నవి, కణితి సరిహద్దులో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే సూచిస్తాయి మరియు రెండు డైమెన్షనల్ విభాగాలు ఇతర విమానాలలో చొరబాటు కణాలను కోల్పోవచ్చు. అదనంగా, గడ్డకట్టడం కళాఖండాలను పరిచయం చేస్తుంది మరియు స్టెయినింగ్ నాణ్యత మారవచ్చు, ఇది తప్పుగా అర్థం చేసుకోవడానికి దారితీస్తుంది.
త్రిమితీయ హిస్టాలజీ కణజాలం యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని సంరక్షించడం ద్వారా మరింత పూర్తి చిత్రాన్ని అందిస్తుంది, పాథాలజిస్టులు కణితి కణాలు వాల్యూమ్ అంతటా ఎలా పంపిణీ చేయబడతాయో చూడటానికి అనుమతిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇప్పటికే ఉన్న 3D పద్ధతులు నెమ్మదిగా ఉంటాయి, తరచుగా కణజాల క్లియరింగ్, లేబులింగ్ మరియు ఇమేజింగ్ కోసం గంటలు లేదా రోజులు అవసరమవుతాయి, ఇది శస్త్రచికిత్స సమయంలో ఉపయోగించడానికి అసాధ్యమైనది.
ULTRA: 30 నిమిషాల వర్క్ఫ్లో
ULTRA ఈ పరిమితులను మూడు కీలక భాగాలను ఏకీకృతం చేయడం ద్వారా పరిష్కరిస్తుంది: వేగవంతమైన కణజాల క్లియరింగ్ టెక్నిక్, స్టిమ్యులేటెడ్ రామన్ స్కాటరింగ్ మైక్రోస్కోపీ మరియు AI-ఆధారిత వర్చువల్ స్టెయినింగ్. వర్క్ఫ్లో కణజాల నమూనాతో ప్రారంభమవుతుంది, తాజాది లేదా స్థిరమైనది, ఇది పారదర్శకంగా చేయడానికి క్లియరింగ్ ద్రావణంతో చికిత్స చేయబడుతుంది. ఇది కాంతిని కణజాలంలోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోయేలా చేస్తుంది, మిల్లీమీటర్-స్కేల్ లోతులో ఇమేజింగ్ను అనుమతిస్తుంది.
తరువాత, క్లియర్ చేయబడిన కణజాలం స్టిమ్యులేటెడ్ రామన్ స్కాటరింగ్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించి ఇమేజ్ చేయబడుతుంది, ఇది పరమాణు కంపనాలను గుర్తించే లేబుల్-రహిత సాంకేతికత. SRS బాహ్య రంగులు అవసరం లేకుండా రసాయన కాంట్రాస్ట్ను అందిస్తుంది మరియు ఇది కణజాలాన్ని వేగంగా ఇమేజ్ చేయగలదు. పరిశోధకులు క్లియర్ చేయబడిన కణజాలం యొక్క అధిక-రిజల్యూషన్ చిత్రాలను సంగ్రహించడానికి SRS వ్యవస్థను ఆప్టిమైజ్ చేశారు, కణాల కూర్పు మరియు నిర్మాణాన్ని ప్రతిబింబించే డేటాను ఉత్పత్తి చేస్తారు.
చివరగా, ఒక AI అల్గోరిథం వర్చువల్ స్టెయినింగ్ను నిర్వహిస్తుంది, లేబుల్-రహిత SRS చిత్రాలను సాంప్రదాయ హిస్టాలజీ స్టెయిన్లను పోలి ఉండే చిత్రాలుగా మారుస్తుంది. ఈ దశ కీలకం ఎందుకంటే ఇది పాథాలజిస్టులు సమయం తీసుకునే స్టెయినింగ్ ప్రక్రియ లేకుండా H&E వంటి తెలిసిన స్టెయినింగ్ నమూనాలను ఉపయోగించి చిత్రాలను అర్థం చేసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. వర్చువల్ స్టెయిన్లను ఖచ్చితంగా అంచనా వేయడానికి AI జత SRS మరియు స్టెయిన్డ్ చిత్రాలపై శిక్షణ పొందింది.
మొత్తం ప్రక్రియ—కణజాల స్వీకరణ నుండి తుది 3D పునర్నిర్మాణం వరకు—సుమారు 30 నిమిషాలు పడుతుంది, ఇది ఇంట్రాఆపరేటివ్ ఉపయోగం కోసం ఆచరణీయమైనది. ఇది గంటలు లేదా రోజులు పట్టే ఇప్పటికే ఉన్న 3D హిస్టాలజీ పద్ధతుల కంటే గణనీయమైన మెరుగుదల.
ధ్రువీకరణ మరియు సంభావ్య ప్రభావం
పరిశోధకులు గ్లియోమా రోగుల నుండి శస్త్రచికిత్స కణజాల నమూనాలపై ULTRAను ధృవీకరించారు. సాంప్రదాయ ఘనీభవించిన విభాగాల ద్వారా తప్పిపోయే ప్రాంతాలలో చొరబాటు కణితి కణాలను చూపించి, కణితి అంచులను ఖచ్చితంగా గుర్తించగలదని వారు ప్రదర్శించారు. 3D చిత్రాలు కణితి యొక్క క్రమరహిత ఆకారాన్ని మరియు చుట్టుపక్కల మెదడు కణజాలంలోకి దాని దండయాత్రను దృశ్యమానం చేయడానికి అనుమతించాయి, శస్త్రచికిత్స నిర్ణయం తీసుకోవడానికి మరింత పూర్తి చిత్రాన్ని అందిస్తాయి.
ULTRA యొక్క ముఖ్య ప్రయోజనాలలో ఒకటి నిజ సమయంలో వాల్యూమెట్రిక్ సమాచారాన్ని అందించే సామర్థ్యం. శస్త్రచికిత్స సమయంలో అన్ని కణితి కణజాలం తొలగించబడిందో లేదో అంచనా వేయడానికి సర్జన్లు ఈ సాంకేతికతను ఉపయోగించవచ్చు, అవశేష వ్యాధిని వదిలివేసే ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఇది మరింత పూర్తి విచ్ఛేదనలకు మరియు మెరుగైన రోగి ఫలితాలకు దారితీస్తుంది.
అంతేకాకుండా, ULTRA గ్లియోమాస్కు మాత్రమే పరిమితం కాదు. రొమ్ము, ఊపిరితిత్తులు లేదా ప్రోస్టేట్ క్యాన్సర్ వంటి శస్త్రచికిత్స అంచులు కీలకమైన ఇతర రకాల క్యాన్సర్లకు ఈ ప్లాట్ఫారమ్ను స్వీకరించవచ్చు. వేగవంతమైన క్లియరింగ్, SRS మరియు AI కలయిక పాథాలజీ మరియు సర్జికల్ ఆంకాలజీలో విస్తృత అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.
భవిష్యత్తు దిశలు
ULTRA గొప్ప వాగ్దానాన్ని చూపిస్తున్నప్పటికీ, అధిగమించడానికి ఇంకా సవాళ్లు ఉన్నాయి. ప్రస్తుత వ్యవస్థకు ప్రత్యేక పరికరాలు మరియు నైపుణ్యం అవసరం, ఇది ప్రధాన వైద్య కేంద్రాలకు దాని లభ్యతను పరిమితం చేస్తుంది. పరిశోధకులు సాంకేతికతను మరింత అందుబాటులోకి మరియు వినియోగదారు-స్నేహపూర్వకంగా చేయడానికి కృషి చేస్తున్నారు. విస్తృత శ్రేణి కణజాల రకాలు మరియు స్టెయినింగ్ ప్రోటోకాల్లను చేర్చడానికి AI శిక్షణను విస్తరించాలని కూడా వారు ప్లాన్ చేస్తున్నారు.
అభివృద్ధి యొక్క మరొక ప్రాంతం MRI లేదా ఫ్లోరోసెన్స్-గైడెడ్ సర్జరీ వంటి ఇతర ఇమేజింగ్ పద్ధతులతో ULTRA యొక్క ఏకీకరణ, కణితి యొక్క సమగ్ర వీక్షణను అందించడానికి. ఈ పద్ధతులను కలపడం కణితి అంచు అంచనా యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని మరింత పెంచుతుంది.
ముగింపులో, ULTRA ఇంట్రాఆపరేటివ్ పాథాలజీలో గణనీయమైన పురోగతిని సూచిస్తుంది. వేగవంతమైన, 3D, AI-మెరుగైన హిస్టాలజీని అందించడం ద్వారా, గ్లియోమా విచ్ఛేదనాన్ని సర్జన్లు ఎలా సంప్రదించాలో ఇది మార్చగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది, చివరికి ఈ సవాలుతో కూడిన కణితులతో బాధపడుతున్న రోగులకు ఫలితాలను మెరుగుపరుస్తుంది.
ఈ వ్యాసం మెడికల్ ఎక్స్ప్రెస్ రిపోర్టింగ్ ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on medicalxpress.com