زیرەکی دەستکرد نیشانەکانی بڵاوبوونەوەی شێرپەنجەی مەمک لە گرێ لیمفاوییەکان دەخوێنێتەوە بە شێوەیەک نزیکتر لە کاری پاتۆلۆژیست

Pathology News هەواڵێکی لەسەر توێژینەوەیەکی کراوە لە Scientific Reports بڵاوکردووەتەوە. توێژینەوەکە مۆدێلێکی زیرەکی دەستکرد وەسف دەکات بۆ دۆزینەوەی بڵاوبوونەوەی شێرپەنجەی مەمک لە سلایدە دیجیتاڵییەکانی گرێ لیمفاویی، دیاریکردنی شوێنی تومۆر، و خەملاندنی قۆناغی pN لە ئاستی نەخۆشەکە. ناونیشانی زانستی توێژینەوەکە ئەمەیە: Detection, localization, and staging of breast cancer lymph node metastasis in digital pathology whole slide images using selective neighborhood attention-based deep learning.

گرنگی بابەتەکە لە ژمارەیەکی تاکی کاراییەوە نایەت. بەشی نزیکتر بە کاری پاتۆلۆژیست ئەوەیە کە مۆدێلەکە تەنها پارچەیەکی بچووکی وێنە پۆلێن ناکات. خوێندنەوەی ناوەکان لەگەڵ کۆنتێکستی شانەکانی دەوروبەر کۆدەکاتەوە. ئەمە لە گرێ لیمفاوییەکاندا گرنگە، چونکە خانە تومۆرییە کەمەکان، قەراخەکانی سینوس، گۆڕانکارییە هەوکردنەکان، و پارچە بچووکەکانی شانە دەتوانن ئەلگۆریتم بەرەو بڕیارێکی خێرا ببەن ئەگەر هەر پارچەیەک بە جیا لە دەوروبەری هەڵسەنگێندرێت.

توێژینەوەکە چی تاقیکردەوە؟

توێژەران لە York University و Sunnybrook Health Sciences Centre سیستەمێکی شیکردنەوەیان دروستکرد کە دوو ڕێچکەی هەیە. ڕێچکەی یەکەم زانیاری لە ئاستی ناوەکان وەردەگرێت لە ڕێگەی دابەشکردن و پۆلێنکردنی خانەکان. ڕێچکەی دووەم نوێنەرایەتییە شانەییە باڵاکان لە وێنەی دیجیتاڵی وەردەگرێت. پاشان سیستەمەکە میکانیزمی selective neighborhood attention بەکاردەهێنێت، واتە ئەو پارچە دراوسێیانە هەڵدەبژێرێت کە پەیوەندییان بە پارچەی هەڵسەنگاندنەوە زیاترە.

بەم شێوەیە بڕیارەکە دەبێتە وەڵامی پرسیارێکی ئاشنا لە کرداری ڕۆژانەدا: ئایا خانە گوماناوییەکان لە کۆنتێکستی خۆیاندا قایلکەرن؟ لە پشکنینی ڕۆژانەدا پاتۆلۆژیست تەنها سەیری خانەیەکی تاک ناکات، و تەنها پشت بە دیمەنی گەورەکردنەوەی نزم نابەستێت. بڕیارەکە لە جوڵانەوەی دووبارە لەنێوان گەورەکردنەوەکان، شێوازی دابەشبوون، دیمەنی ناوەکان، پەیوەندی خانەکان بە سینوس و ترابێکولا، و پاشان خەملاندنی قەبارەی فوکس و کاریگەرییەکەی لەسەر قۆناغ پێکدێت.

توێژینەوەکە مۆدێلەکەی لەسەر CAMELYON16 تاقیکردەوە، پاشان توانای کارکردنی دەرەوەی داتای فێرکردن لەسەر CAMELYON17 هەڵسەنگاند. ئەم خاڵە لە خوێندنەوەی هەر کارێکی پەیوەندیدار بە زیرەکی دەستکرد لە پاتۆلۆژیای دیجیتاڵیدا گرنگە. کارایی لەناو یەک کۆمەڵە داتادا بەس نییە بۆ بڕیاردان لەسەر بەکارهێنان لەنێوان نەخۆشخانە، سکەنەر، پرۆتۆکۆلی ئامادەکردن و ڕەنگکردنی جیاوازدا.

ئەو ژمارانەی بۆ پاتۆلۆژیست گرنگن

لە ئاستی پارچە لە CAMELYON16، مۆدێلەکە 96.2% ± 1.5% هەستیاری، 95.3% ± 2.4% بەهای پێشبینیی ئەرێنی، و F1 score ـی 95.7% ± 3.1% بەدەستهێنا. ئەمانە ژمارەی بەهێزن بۆ ئەرکێک کە زۆر پەیوەستە بە ڕێژەی فوکسە بچووکەکان بە شانەی تەندروست، بەڵام هێشتا ژمارەی ناو ژینگەیەکی تاقیکردنەوەی دیاریکراون و پێویستیان بە پشتڕاستکردنەوەی ناوخۆیی لەناو تاقیگەدا هەیە.

لە دیاریکردنی سنووری تومۆر، Dice score گەیشتە 90.5% ± 2.0%، و Jaccard index گەیشتە 82.6% ± 0.8%. ئەم بەشە نزیکترە لە پێویستی کاری ڕۆژانە لە پۆلێنکردنی دووانەیی بە تەنها. دۆزینەوەی مێتاستاس گرنگە، بەڵام دیاریکردنی فراوانییەکەی کاریگەری دەکات لە جیاکردنەوەی isolated tumor cells، micrometastasis و macrometastasis، و لە شێوازی تۆمارکردنی باری تومۆر لەناو گرێکەدا.

لە ئاستی سلاید، AUC لە CAMELYON16 بریتی بوو لە 0.96 ± 0.01. کاتێک مۆدێلەکە گوازرایەوە بۆ CAMELYON17، F1 score لە ئاستی پارچە دابەزی بۆ 87.0% ± 1.8%، و AUC لە ئاستی سلاید گەیشتە 0.88 ± 0.03. ئەم دابەزینە چاوەڕوانکراوە و هەمان کات بەسوودە، چونکە کاراییەکە لە کۆنتێکستێکی نزیکتر بە واقیع دادەنێت: ئەو مۆدێلانەی لەناو یەک کۆمەڵەدا زۆر باش دەردەکەون، دەتوانن لە گۆڕینی سەرچاوەدا بگۆڕێن.

لە پۆلێنکردنی ئۆتۆماتیکی pN، مۆدێلەکە kappa ـی 0.94 ± 0.02 تۆمارکرد. ئەگەر ئەم ئاستەی کارایی لە تاقیکردنەوەی سەربەخۆ و ناوخۆییدا پشتڕاست بکرێتەوە، سوودی کرداری لە جێگرتنەوەی خوێندنەوەی پاتۆلۆژیستدا نابێت. سوودەکە لە کەمکردنەوەی ئەگەری لەدەستدانی فوکسە بچووکەکان، پێشکەشکردنی نەخشەیەکی سەرەتایی بۆ ناوچە گوماناوییەکان، و خێراکردنی پێداچوونەوەی سلایدە پڕبارەکان یان سلایدە درێژە نەرێنییەکاندا دەبێت.

بۆچی کۆکردنەوەی ناوەکان و کۆنتێکست گرنگە؟

زۆر لە مۆدێلەکانی WSI سلایدەکە وەک کیسەیەکی گەورەی پارچەکان مامەڵە پێدەکەن. ئەمە لە هەندێک ئەرکدا کاردەکات، بەڵام لە کاتی بوونی فوکسی بچووک یان نەبوونی annotation ـی ورد لە ئاستی پارچەدا لاواز دەبێت. لە مێتاستاسی گرێدا، قورساییەکە تەنها لە دۆزینەوەی ڕەنگێکی جیاوازدا نییە. لیمفۆسایتەکان، خانە ئەندۆتێلیالەکان، artifact، ناوچە فشارخواردووەکان و ناوچە کەم ڕەنگکراوەکان دەتوانن یەکتر لێ بچن.

زانیاری ناوەکان دەروازەیەکی نزیک بە خوێندنەوەی سایتۆلۆژیای نسیجی بە مۆدێلەکە دەدات: قەبارەی ناوەکان، چڕی، شێوازی کۆبوونەوە، و هەندێک جیاوازی کە لە نوێنەرایەتیی گشتی پارچەدا بە ڕوونی نادیارە. کۆنتێکستی شانەش ڕێگری دەکات لەوەی بڕیارەکە ببێتە ڕاوکردنی خاڵە تاکەکان. کاتێک هەردووکیان پێکەوە دێن، دەرئەنجامەکە نزیکتر دەبێت لە پشتگیریی بڕیارێک کە دەکرێت پێداچوونەوەی بۆ بکرێت، بە تایبەتی ئەگەر heatmap فوکسە هەڵبژێردراوەکان بە ڕوونی پیشان بدات.

توێژینەوەکە هەروەها ablation analysis ـی ئەنجامدا و پیشانی دا کە لابردنی تایبەتمەندیی ناوەکان یان لابردنی neighborhood attention دەبێتە هۆی دابەزینی کارایی. ئەمە گرنگە چونکە باشبوونەکە بە بەشێکی دیاریکراوی دیزاینەکە دەبەستێتەوە، نەک ئەوەی خوێنەر لەبەردەم سندوقێکی ڕەش بهێڵێتەوە کە تەنها پێی دەوترێت ئەنجامەکانی باشن.

خوێندنەوەیەکی کرداری پێش بیرکردنەوە لە پەسەندکردنی کلینیکی

بۆ تاقیگە، پرسیاری کرداری ئەوەیە: ئەم جۆرە مۆدێلە لە کوێی ڕەوتی کاردا دەچێتە ناوەوە؟ نزیکترین شوێن triage ـی سەرەتایی سلایدەکانی گرێ لە شێرپەنجەی مەمکە، لەگەڵ پیشاندانی ناوچە گوماناوییەکان و پێوانەیەکی نزیکەی فراوانییەکە. هەروەها دەکرێت وەک چینێکی دووەمی پشتڕاستکردنەوە لە کەیسە نەرێنییەکاندا بەکاربهێنرێت، یان وەک ئامرازێک بۆ ڕێکخستنی لیستی کار کاتێک چەند گرێ و چەند سلاید بۆ هەر نەخۆشێک هەیە.

بەڵام پەسەندکردنی کلینیکی زیاتر لە کارایی بڵاوکراوە پێویست دەکات. دەبێت مۆدێلەکە لەسەر سلایدەکانی خودی تاقیگەکە تاقی بکرێتەوە، لەگەڵ جیاوازییەکانی سکەنەر، ئەستووری بڕین، H&E ـی ناوخۆ، سلایدە چەماوە و حبابدارەکان، و کەیسەکانی دوای چارەسەر. دەبێت هەروەها ڕەفتاری مۆدێلەکە لەگەڵ ITCs، فوکسەکانی نزیک لە subcapsular sinus، و ئەو کەیسانەی IHC پێویست دەبێت بۆ بڕیاردانی کۆتایی بزانرێت.

خاڵێکی تر هەیە کە هەمان ئەندازە گرنگە: شێوازی پیشاندانی ئەنجامەکە لەناو سیستەمی بەڕێوەبردنی وێنەکاندا. ئەگەر دەرئەنجامەکە تەنها نیشانەی ئەرێنی یان نەرێنی بێت، بەهاکەی سنووردارە. بەڵام ئەگەر ئەلگۆریتم نەخشەیەکی zoomable، سنوورێکی قابل پێداچوونەوە، و پێوانەیەکی ڕوونی گەورەترین فوکس پیشان بدات، ئەوا نزیکتر دەبێت لە ئامرازێکی ناوخۆیی کار کە دەکرێت وردبینی و تۆمار بکرێت.

کورتەی پیشەیی

ئەم توێژینەوەیە بەڵگەیەکی تر زیاد دەکات کە مۆدێلەکانی پاتۆلۆژیای دیجیتاڵی کاتێک بەسوودتر دەبن کە نزیک ببنەوە لە شێوازی خوێندنەوەی ڕاستەقینە: خانە، شانە، کۆنتێکست، پاشان قۆناغ. ژمارە بڵاوکراوەکان هیوابەخشن، بە تایبەتی AUC لە ئاستی سلاید و kappa بۆ خەملاندنی pN، بەڵام دابەزینەکە لە CAMELYON17 پشتڕاستکردنەوەی نێوان دامەزراوەکان دەخاتە ناوەندی هەر بڕیارێکی پەسەندکردن.

بۆ کرداری ڕۆژانە، نزیکترین بەها پشتگیریی خوێندنەوەی سلایدەکانی گرێ لە شێرپەنجەی مەمکە، نەک دەرکردنی بڕیارێکی سەربەخۆ. ئەگەر ئەم ئامرازانە بچنە ناو تاقیگەکان، سەرکەوتنیان پەیوەست دەبێت بە سێ شت: نەخشەیەکی ڕوون کە پاتۆلۆژیست پێداچوونەوەی بۆ بکات، پشتڕاستکردنەوەی ناوخۆیی توند پێش کارپێکردن، و یەکگرتنێکی باش لەگەڵ WSI و LIS بەبێ زیادکردنی باری کار.

سەرچاوە: Pathology News، و توێژینەوەی بنەڕەتی لە Scientific Reports.