Αξιολόγηση μεθόδων και τεχνικών στην από απόσταση εκτίμηση κυτταρολογικών επιχρισμάτων με τη χρήση υβριδικών συστημάτων μετάδοσης εικόνας για διαγνωστικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς

Abstract

Aim of this study is the evaluation of methods and techniques in order to make the diagnosis more objective and also the possibility of application of telematic protocols in cytopathology departments is investigated, for diagnostic and educational purposes. Material and Methods 268 specimen of breast FNA’s from 105 patients, have been studied and analyzed. The total of the slides were prerared with liquid-based cytology ThinPrep® method using automatic processor TP 2000. In thirty of the cases only one specimen was prepared because FNA offered less than 80.000 cells. The rest 238 specimens were stained immunocytochemically. 29 parameters based on patterns, shapes, sizes, relationships between objects, texture of chromatine and other features were calculated with computerized image analysis methods. The digitized cytological images were compressed using JPEG standard and then the compressed images (at a compression level of 50%) were sent via internet in a support telematic station (slave system), where they were analyzed indepedently from a different user, following the same methodology and using the same computerized image analysis techniques. Histological diagnosis with an estimation of the percentage of positive immunostain (Label Index), exists for all the specimen which were processed with immunocytochemical stains. Results The results show that cytologic diagnosis using computerized image analysis methods has better corellation with histopathologic diagnosis than with classical cytologic diagnosis using optical microscope. For the whole number of measured parameters, in various levels of compression, no statistically important differences were observed. This fact enable cytopathologists to apply telecytology and telepathology protocols to their laboratories for morphometry and quantitative immunocytochemistry. The results of telematic application also show a very good corellation between cytologic diagnosis using computerized image analysis methods in the laboratory and cytologic diagnosis using the same methodology from remote user. The evaluation of cytologic diagnosis in relation to histopathologic for the measurement of the percentage of positive immunostain (Label Index) shows higher levels of aggreement for the oestrogen and progesterone receptors Er, Pr and the nuclear antibody p53 than for nuclear antibody ki-67. Conclusions The application of image analysis and image processing techniques contributes: · To make the cytologic diagnosis more objective and precise with measurement of morphometrical and texture quantitative features if only restrict quality control and quality assuranse protocols are applied. · to the potential quantitative estimation of imprortant for the diagnoses and the treatment plan parameters, like Quick Score, whilst with visual observation the parameter estimation can be only semiquantitative. In the present study a method of Quick Score measurement using continuus scale is proposed. Additionally cytologic laboratories are able to adopt telematic protocol for diagnostical and educational purposes in morphometry and quantitative immunocytochemistry applications following the next steps : · Digitization of cytological images and application compression protocols using JPEG format · Send the data via Internet using ADSL line or faster networks The induction of this methodology and the application of the proposed restrict quality control and quality assuranse protocols enable interactive laboratories collaboration with reasonable funding, and also provide qualitative health services to peripheral regions of our country.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογηθούν μέθοδοι και τεχνικές που μπορούν να αντικειμενοποιήσουν τη διάγνωση και να ελέγξει τη δυνατότητα εφαρμογής τηλεματικών πρωτοκόλλων στο κυτταρολογικό εργαστήριο για διαγνωστικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς. Υλικό και μέθοδος Μελετήθηκαν και επεξεργάστηκαν συνολικά 268 κυτταρολογικά επιχρίσματα παρακέντησης με λεπτή βελόνα αλλοιώσεων του μαστού από 105 ασθενείς. Το σύνολο των περιστατικών παρασκευάσθηκε με τεχνική κυτταρολογίας υγρής φάσης ΤhinPrep με την βοήθεια αυτοματοποιημένου επεξεργαστή TP 2000. Στα 30 από αυτά παρασκευάσθηκε μόνο ένα επίχρισμα επειδή η παρακέντηση απέδωσε λιγότερο από 80.000 κύτταρα. Στα υπόλοιπα 238 ακολουθήθηκε επεξεργασία με ανοσοκυτταροχημικές χρώσεις. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε σε όλα τα επιχρίσματα ποσοτική μέτρηση 29 παραμέτρων που χαρακτηρίζουν το μέγεθος, την μορφή και την υφή της χρωματίνης καθώς και ανοσοκυτταροχημικοί παράμετροι με τεχνικές ανάλυσης εικόνας. Οι ψηφιοποιημένες κυτταρολογικές εικόνες συμπιέστηκαν με το πρότυπο συμπίεσης JPEG και απεστάλησαν μέσω διαδικτύου σε τηλεματικό σταθμό υποστήριξης, όπου υπέστησαν ανεξάρτητη ποσοτική μέτρηση των ιδίων παραμέτρων με τεχνικές ανάλυσης εικόνας, ακολουθώντας όμως την ίδια μεθοδολογία, από απομακρυσμένο χρήστη. Για τα επιχρίσματα που επεξεργάστηκαν με ανοσοκυτταροχημικές χρώσεις υπήρχε ιστολογική διάγνωση για το ποσοστό ανοσοχρώσης. Αποτελέσματα Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κυτταρολογική διάγνωση με τεχνικές ανάλυσης και επεξεργασίας εικόνας παρουσιάζει καλύτερη συσχέτιση με την ιστολογική διάγνωση σε σχέση με την κυτταρολογική διάγνωση με μικροσκόπιο. Στο σύνολο των παραμέτρων που μετρήθηκαν σε διάφορα επίπεδα συμπίεσης στις κυτταρολογικές εικόνες, δεν παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικά διαφορές, γεγονός που καθιστά δυνατό την εφαρμογή πρωτοκόλλου τηλε-κυτταρολογίας στο εργαστήριο για εφαρμογές μορφομετρίας και ποσοτικής ανοσοκυτταροχημείας. Τα αποτελέσματα της τηλεματικής εφαρμογής έδειξαν πολύ καλή γραμμική συσχέτιση μεταξύ της κυτταρολογικής διάγνωση με τεχνικές ανάλυσης και επεξεργασίας εικόνας που πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο και της κυτταρολογικής διάγνωσης με τεχνικές ανάλυσης και επεξεργασίας εικόνας από τον απομακρυσμένο χρήστη. Η αξιολόγηση των κυτταρολογικών διαγνώσεων σε σχέση με την ιστολογική για την εκτίμηση του ποσοστού ανοσοχρώσης έδειξε υψηλότερα ποσοστά συμφωνίας για τους ορμονικούς υποδοχείς Er,Pr και το πυρηνικό p53 από ότι για το πυρηνικό αντίσωμα ki-67. Συμπεράσματα Η εφαρμογή τεχνικών ανάλυσης και επεξεργασίας εικόνας συνεισφέρει: · Στην αντικειμενοποίηση της κυτταρολογικής διάγνωσης με την μέτρηση μορφομετρικών και πυκνομετρικών ποσοτικών χαρακτηριστικών εφόσον τηρούνται αυστηρά πρωτόκολλα ελέγχου και διασφάλισης ποιότητας · Στην ποσοτικοποιημένη δυνατότητα μέτρησης παραμέτρων σημαντικών για τη διάγνωση και επιλογή για τον ασθενή θεραπεία, όπως το Quick Score όπου στη διάγνωση με μικροσκόπιο μπορεί εκτιμηθεί ημιποσοτικοποιημένα. Στα πλαίσια της μελέτης προτείνεται μέθοδος μέτρησης της παραμέτρου σε συνεχή κλίμακα. Στα κυτταρολογικά εργαστήρια είναι εφικτό να ενταχθούν πρωτόκολλα τηλεϊατρικής για διαγνωστικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς σε εφαρμογές μορφομετρίας και ποσοτικής ανοσοκυτταροχημείας: · Ψηφιοποιώντας τις κυτταρολογικές εικόνες και ακολούθως εφαρμόζοντας πρωτόκολλα συμπίεσης με χρήση του προτύπου JPEG · Αποστολή μέσω διαδικτύου με χρήση ADSL γραμμής ή και ταχύτερων δικτύων Η εισαγωγή αυτής της μεθοδολογίας και η εφαρμογή των πρωτοκόλλων ελέγχου και διασφάλισης ποιότητας που προτείνονται είναι εφικτή για κάθε κυτταρολογικό εργαστήριο χωρίς υψηλό κόστος παρέχοντας τη δυνατότητα για διεργαστηριακές συνεργασίες αλλά και για παροχή υψηλού επιπέδου υπηρεσιών υγείας σε απομακρυσμένες περιοχές της χώρας μας.