Використання ШІ та аналізу зображень для вивчення солідних пухлин

Ki-67 є ключовим біомаркером в онкології, особливо для раку простати та молочної залози. Незважаючи на це, імуногістохімічний (ІГХ) аналіз Ki-67 досі не стандартизований.

Робочі групи випустили керівництва для класифікації Ki-67 при різних типах раку, щоб зменшити варіабельність серед патологів.

Для полегшення підрахунку балів нещодавно з'явилися цифрові аналітичні рішення з використанням штучного інтелекту (ШІ) або аналізу зображень для оцінки Ki-67, які  пропонують надійну і швидку альтернативу.

У цьому дослідженні порівнювали результати Ki-67, отримані за допомогою Aiforia Platform® (платформа штучного інтелекту) і Halo® (програмне забезпечення для аналізу зображень), з результатами трьох незалежних патологів (патологоанатомів) на численних солідних пухлинах.

Метод

Сто дев'яносто дві пухлини різного походження, включаючи передміхурову залозу і молочну залозу, були пофарбовані клоном анти-Кі-67 CONFIRM (30-9) (моноклональне первинне антитіло ROCHE (IVD)) на приладі Ventana Benchmark Ultra.

Відповідно до рекомендацій Міжнародної робочої групи з дослідження Ki-67 (IKWG), три патологоанатоми пройшли відповідну підготовку. Потім вони відповідним чином оцінювали тканини.

Використовуючи глибоке навчання, Aiforia Platform® автоматично визначила Ki-67-позитивні пухлинні клітини (Ki-67+) протягом декількох хвилин. Для поділу зображення на пухлинні, непухлинні та фонові використовувався класифікатор випадкового лісу з програмного забезпечення Halo®. Пізніше це було підтверджено патологоанатомом. Після сегментації клітин Ki-67+ оцінювали за допомогою порогових значень.

Потім виконувався статистичний аналіз пар за допомогою програмного забезпечення JMP®.

Table 1. Sample size by solid tumor type from the multiple organ tumor tissue microarray (TMA) (n=192). Source: Cerba Research

Результати

Кількісне визначення Ki-67 в солідних пухлинах.

Через відсутність тканин та/або патологоанатомів було проаналізовано лише 158 зі 192 кернів.

Ki-67+ клітини були ідентифіковані в середньому від 24,38% до 28,71% пухлинних клітин, в залежності від методу аналізу.

Це дослідження демонструє надзвичайно високу узгодженість результатів підрахунку Ki-67 між програмним забезпеченням для аналізу двох зображень, Halo® і Aiforia® (r2=0,95), на досліджених солідних пухлинах (n=158).

Незважаючи на належну підготовку та дотримання відповідних рекомендацій, кореляція між оцінками патологоанатомів виявилася слабшою (середнє значення r2=0,83) - хоча вона залишається в межах прийнятного діапазону.

Результати: Аналіз парних порівнянь кількісного визначення Ki-67 на солідних пухлинах.

Кореляція, що спостерігалася при зіставленні ШІ з патологоанатомами, була від задовільної до сильної (r2=0,83/0,82/0,94), в той час, як кореляція між Halo® і оцінкою патологоанатомів була переважно задовільною (r2=0,76/0,80/0,89).

Кореляція між трьома патологоанатомами була слабшою (r2=0,78 для B-A, r2=0,86 для C-A і r2=0,85 для C-B): найслабшою ланкою був пато A-Halo (r2=0,76).

Для головного мозку, легень, сечового міхура, товстої кишки і матки кореляції між Aiforia Platform-Halo і між патологоанатомічними порівняннями були загалом узгодженими і високими (r2>0,90).

Значні відмінності між патологами спостерігалися в залежності від органу. На відміну від цього, оцінки, отримані за допомогою програмного забезпечення для аналізу зображень, залишалися стабільно близькими.

Наприклад, при оцінці Ki-67 лімфатичних вузлів кореляція між Aiforia Platform і Halo становила 0,98, тоді як міжпатологоанатомічна кореляція становила лише 0,44 (C-B).

Слід зазначити, що з 19 досліджених первинних пухлин лише рак шлунка продемонстрував кореляцію нижче 0,75 між програмним забезпеченням для аналізу зображень (r2=0,74), тоді як міжпатологоанатомічна кореляція все ще залишається високою (від 0,86 до 0,95).

Висновок

Ці результати демонструють, що нове програмне забезпечення для аналізу зображень, таке як Halo®, та інструменти аналізу зображень на основі штучного інтелекту, такі як Aiforia®, надають цінну підтримку в галузі аналізу зображень, дозволяючи значно зменшити варіабельність між патологами при оцінці солідних пухлин за системою Ki-67.

ДЖЕРЕЛО: https://www.news-medical.net