'ভার্চুয়াল বায়োপসি' চিকিত্সকদের ত্বককে আক্রমণাত্মকভাবে বিশ্লেষণ করতে দেয়

পরের বার যখন আপনি আপনার পিঠে একটি সন্দেহজনক তিল পাবেন, তখন আপনার চর্মরোগ বিশেষজ্ঞ স্ক্যাল্পেলটি এড়িয়ে যেতে সক্ষম হবেন এবং এর পরিবর্তে একটি অ-আক্রমণাত্মক “ভার্চুয়াল বায়োপসি” দিয়ে এলাকাটি স্ক্যান করতে পারেন যে এটিতে কোনও ক্যান্সার কোষ রয়েছে কিনা। একইভাবে, সমস্ত স্তনের টিউমার অপসারণ করা হয়েছে কিনা তা নির্ধারণ করার চেষ্টাকারী সার্জনরা অপসারিত টিস্যু প্রক্রিয়া করার জন্য প্যাথলজিস্টের জন্য অপেক্ষা না করে অস্ত্রোপচারের সময় ধারণ করা ছবির উপর নির্ভর করতে পারে।

স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটি স্কুল অফ মেডিসিনের গবেষকরা একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন যা টিস্যু ভেদ করতে এবং এতে থাকা কোষগুলির উচ্চ-রেজোলিউশন ত্রি-মাত্রিক পুনর্গঠন তৈরি করতে লেজারের আলো ব্যবহার করে।এই ভার্চুয়াল পুনর্গঠনের মাধ্যমে, তারা ক্রস-বিভাগীয় চিত্র তৈরি করতে পারে যা আদর্শ প্রজন্মের অনুকরণ করে বায়োপসিযেখানে একটি টিস্যুর নমুনা পাতলা স্তরে কাটা হয় এবং একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে পরীক্ষার জন্য একটি গ্লাস স্লাইডে রাখা হয়।

নতুন পদ্ধতি, প্রকাশিত বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি, যা অ-আক্রমণকারীভাবে ত্বকের অস্বাস্থ্যকর কোষগুলি স্ক্যান করতে এবং শরীরের অন্য কোথাও বায়োপসির জন্য দ্রুত ফলাফল প্রদান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি বর্তমান ডায়াগনস্টিক পদ্ধতিগুলির চেয়ে আরও তথ্য সরবরাহ করতে পারে।

“আমরা শুধুমাত্র এমন কিছু তৈরি করেছি যা অনেক রোগ নির্ণয়ের জন্য বর্তমান গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড প্যাথলজি স্লাইডগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে পারে, কিন্তু আমরা আসলে এই স্ক্যানগুলির রেজোলিউশন এতটাই বাড়িয়ে দিয়েছি যে আমরা এমন তথ্য সংগ্রহ করতে শুরু করেছি যা অন্যথায় দেখা কঠিন হবে। , “স্ট্রাকচারাল বায়োলজির সহযোগী অধ্যাপক বলেছেন, অ্যাডাম দে লা জেরদা, পিএইচডি, পদ্ধতিটি বর্ণনাকারী নিবন্ধের সিনিয়র লেখক৷

পদ্ধতিটি ডে লা জেরদার ল্যাবের প্রাক্তন স্নাতক ছাত্র ইয়োনাটান ওয়াইনট্রুব, পিএইচডি দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যিনি এখন স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটিতে তার নিজস্ব গবেষণা ল্যাবের নেতৃত্ব দিচ্ছেন, আংশিকভাবে ভার্চুয়াল বায়োপসিতে ফোকাস করছেন৷

“এটি সম্পর্কিত সমস্যাগুলি নির্ণয় এবং নিরীক্ষণ করার উপায় পরিবর্তন করার সম্ভাবনা রয়েছে ত্বকের ক্ষত এবং ক্লিনিকাল রোগ,” যোগ করেছেন সহ-লেখক কবিতা সারিন, এমডি, ডার্মাটোলজির সহযোগী অধ্যাপক।

লেজার দৃষ্টি

যখন একজন চর্মরোগ বিশেষজ্ঞ বা সার্জন কারো শরীর থেকে বায়োপসি নেন (তা ত্বক, লিভার, স্তন বা অন্য কোথাও), টিস্যুটি সাধারণত একজন প্যাথলজিস্টের কাছে পাঠানো হয়, যিনি বায়োপসি টিস্যুকে পাতলা টুকরো করে কেটে দেন। প্যাথলজিস্টরা তারপর প্রতিটি স্তরকে হেমাটোক্সিলিন এবং ইওসিন (H&E) নামক রাসায়নিক দিয়ে দাগ দেয়, যা তাদের কোষের প্যাটার্ন, আকৃতি এবং গঠন আরও সহজে দেখতে দেয়।

এই H&E স্লাইডগুলি সাধারণত ক্যান্সার এবং অন্যান্য রোগ নির্ণয় করতে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু স্লাইডগুলি শ্রম-নিবিড় এবং অপরিবর্তনীয়, উদাহরণস্বরূপ, একবার একটি বায়োপসি এক দিক দিয়ে ভাগ করা হলে, এটিকে ভিন্ন দৃষ্টিভঙ্গি প্রদানের জন্য অন্যভাবে ভাগ করা যায় না।

প্রায় এক দশক ধরে, দে লা জেরদা এবং তার সহকর্মীরা অপটিক্যাল কোহেরেন্স টমোগ্রাফি নামে শরীরের ভিতরে দেখার একটি ভিন্ন উপায় অধ্যয়ন করছেন। OCT স্ক্যান, সাধারণত চক্ষুরোগ বিশেষজ্ঞরা চোখের পিছনের চিত্রের জন্য ব্যবহার করেন, কীভাবে লেজার থেকে আলোর তরঙ্গগুলি তার অভ্যন্তরের একটি রেন্ডারিং তৈরি করতে টিস্যুকে প্রতিফলিত করে তা পরিমাপ করে (যেভাবে আল্ট্রাসাউন্ড অঙ্গগুলিকে কল্পনা করার জন্য শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে)।

যেহেতু দে লা জারদা এবং ওয়াইনট্রাউব ওসিটি স্ক্যান উন্নত করেছে যাতে তারা চোখ ছাড়া অন্য অঙ্গে কাজ করতে পারে, ডেটা সংগ্রহের জন্য নতুন হার্ডওয়্যার এবং নতুন প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি বিকাশ করতে পারে, তাদের স্ক্যানগুলির যথার্থতা যাচাই করার জন্য একটি উপায়ের প্রয়োজন ছিল, তাই তাদের জন্য টিস্যু পাঠানো হয়েছিল। H&E ইমেজ তৈরি করতে প্যাথলজিস্টের কাছে তাদের OCT স্ক্যান করুন।

“আমরা ইমেজগুলির গুণমান উন্নত করতে থাকি, আমাদের টিস্যুতে ছোট এবং ছোট বিবরণ দেখতে দেয়,” দে লা জেরদা ব্যাখ্যা করেন। “আমরা বুঝতে পেরেছি যে আমাদের তৈরি OCT চিত্রগুলি তারা যা দেখিয়েছিল তার পরিপ্রেক্ষিতে H&E এর সাথে খুব মিল ছিল।”

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা সাহায্য করে

OCT চিত্রগুলির উচ্চ রেজোলিউশন H&E তৈরি না করেই রোগ নির্ণয়ের জন্য এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করার দরজা খুলে দেয়। কিন্তু দে লা জারদা এবং সহকর্মীরা বিশ্বাস করেন যে চিত্রগুলি পরিচিত মনে হলে চিকিত্সকদের ওসিটি ব্যবহার করার সম্ভাবনা বেশি হবে।

“হাসপাতালের প্রতিটি ডাক্তার H&E পড়তে খুব অভ্যস্ত, এবং এটি আমাদের কাছে গুরুত্বপূর্ণ ছিল যে আমরা OCT চিত্রগুলিকে এমন কিছুতে রূপান্তর করি যা ডাক্তাররা ইতিমধ্যেই পরিচিত, একটি সম্পূর্ণ নতুন ধরণের চিত্রের পরিবর্তে,” ডে লা জেরদা বলেছেন৷

ওসিটি স্ক্যানগুলিকে H&E স্লাইডের মতো ফ্ল্যাট চিত্রগুলিতে রূপান্তর করতে সাহায্য করার জন্য Winetraub কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার দিকে মনোনিবেশ করেছে৷

স্ট্যানফোর্ড হাসপাতালে সংগৃহীত 199টি ত্বকের বায়োপসি নমুনার জন্য, প্যাথলজিস্টরা H&E স্লাইড প্রস্তুত করার আগে Winetraub OCT স্ক্যান করে। তিনি এবং তার সহকর্মীরা বায়োপসির পৃষ্ঠে আণবিক ট্যাগ স্থাপন করার একটি উপায় তৈরি করেছেন যাতে তারা OCT স্ক্যানে প্রতিটি H&E স্লাইসের সঠিক উত্স নির্ধারণ করতে পারে। Winetraub তারপরে সংশ্লিষ্ট OCT চিত্রগুলির সাথে 1,005টি H&E ছবি যুক্ত করেছে এবং সেগুলিকে একটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার অ্যালগরিদম তৈরি করেছে যা কাঁচা OCT ডেটা থেকে কীভাবে সঠিক H&E তৈরি করতে হয় তা শিখেছে৷

“এই কাজের ক্ষেত্রে অনন্য যা আমরা OCT এবং H&E চিত্রগুলির জোড়া সারিবদ্ধ করার পদ্ধতি তৈরি করেছি, যা মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদমগুলিকে বাস্তব টিস্যু বিভাগে প্রশিক্ষিত করার অনুমতি দেয় এবং চিকিত্সকদের আরও সঠিক ভার্চুয়াল বায়োপসি প্রদান করে,” বলেছেন Winetraub৷

গবেষকরা AI প্রোগ্রামটি সূক্ষ্মভাবে তৈরি করেছেন এবং নতুন OCT চিত্রগুলিতে এটি পরীক্ষা করার আগে এটিকে অতিরিক্ত 553 জোড়া H&E এবং OCT চিত্রগুলি দেখিয়েছেন। যখন তিনজন স্ট্যানফোর্ড চর্মরোগ বিশেষজ্ঞ এলোমেলোভাবে শ্রেণীবদ্ধ বাস্তব H&E চিত্র এবং OCT স্ক্যান থেকে তৈরি চিত্র বিশ্লেষণ করেন, তখন তারা একই গতিতে সেলুলার কাঠামো সনাক্ত করতে পারে। একটি একক OCT ইমেজ থেকে যেকোন সংখ্যক H&E ছবি তৈরি করা যেতে পারে, কার্যত যেকোনো দিকে 3D পুনর্গঠনকে স্লাইস করে।

নন-ইনভেসিভ বায়োপসির দিকে

যখন চর্মরোগ বিশেষজ্ঞরা একজন ব্যক্তির ত্বকে একটি অস্বাভাবিক দাগ লক্ষ্য করেন, তখন তাদের কাছে এটি একটি ঝুঁকি তৈরি করে কিনা তা নির্ধারণ করার জন্য দুটি বিকল্প রয়েছে: অপেক্ষা করুন এবং দেখুন যে এটি বড় হয় কিনা, অথবা এটিকে কেটে বিজ্ঞানীরা পরীক্ষা করেন।

De la Zerda এবং Winetraub এখন একটি তৃতীয় পদ্ধতি দেখতে পাচ্ছেন- OCT ব্যবহার করে সম্ভাব্য ক্যান্সারের মোল স্ক্যান করতে এবং ভার্চুয়াল H&E চিত্রগুলি বিশ্লেষণ করতে।

“রোগীকে কয়েক ডজন জায়গায় কাটার পরিবর্তে, কল্পনা করুন যে আমরা যদি ডাক্তারকে রোগীর ঘরে একটি OCT ক্যামেরা বের করে প্রতিটি তিলের মধ্যে থাকা কোষগুলিকে চিত্রিত করতে পারি,” ডে লা জেরদা বলেছেন।

একইভাবে, স্তনের টিউমার অপসারণকারী সার্জনরা বর্তমানে অপসারিত টিস্যুগুলিকে প্যাথলজিস্টের কাছে পাঠান যাতে কয়েকদিন ধরে প্রক্রিয়া করা হয় এবং কোন অস্বাভাবিকতা আছে কিনা তা নির্ধারণ করে। ক্যান্সার কোষ মিস করা হয়েছিল প্রায় 20% স্তন ক্যান্সার রোগীদের আরও কোষ অপসারণের জন্য দ্বিতীয় অস্ত্রোপচারের প্রয়োজন হয়। ক্যান্সার কোষের উপস্থিতি অবিলম্বে সনাক্ত করার জন্য অপারেটিং রুমে একটি OCT ক্যামেরা দ্বারা H&E ছবিগুলি তৈরি করা গেলে পরবর্তী অস্ত্রোপচার এড়ানো যেতে পারে।

এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির দিকে পদ্ধতিটি অগ্রসর করার জন্য আরও কাজ করা প্রয়োজন, তবে গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে তাদের পদ্ধতি ক্লিনিশিয়ানদের বায়োপসি করার একটি নতুন উপায় প্রদান করবে।