Patologi Digital dan Analisis Citra Otomatis dalam Sitologi

Patologi digital mengubah slide sitologi kaca menjadi citra digital resolusi tinggi yang dapat dilihat, dibagikan, dan dianalisis di komputer, sementara analisis citra otomatis menerapkan algoritma kuantitatif dan pembelajaran mesin pada citra tersebut. Bersama-sama, keduanya mendukung tinjauan jarak jauh, triase beban kerja, dan deteksi sel abnormal berbantuan komputer dalam material sitologi.

Definition

Patologi digital dan analisis citra otomatis dalam sitologi meliputi digitalisasi slide sitologi menjadi citra seluruh slide (whole slide images) dan penerapan algoritma komputasi, termasuk pembelajaran mesin, untuk membantu dalam tinjauan dan interpretasi kuantitatifnya.

Scope

Entri ini mencakup pencitraan seluruh slide (whole slide imaging) yang diterapkan pada sitologi, persyaratan validasi untuk penggunaan diagnostik, dan peran analisis citra otomatis serta pembelajaran mendalam. Fokusnya adalah metodologis; ini tidak mendukung perangkat lunak tertentu atau menggantikan tinjauan ahli.

Core questions

• Validasi apa yang diperlukan sebelum pencitraan seluruh slide dapat digunakan untuk diagnosis sitologi primer?
• Fitur sediaan sitologi apa yang membuat digitalisasi lebih menantang daripada histologi?
• Bagaimana analisis citra otomatis dapat membantu daripada menggantikan sitolog?

Key concepts

• Pencitraan seluruh slide (Whole slide imaging - WSI)
• Z-stacking dan fokus melintasi lapisan sel
• Validasi untuk penggunaan diagnostik
• Deteksi dan skrining berbantuan komputer
• Pembelajaran mendalam (Deep learning) dan jaringan saraf konvolusional
• Tinjauan jarak jauh dan telesitologi

Mechanisms

Pemindai slide menangkap sediaan sitologi sebagai citra digital; karena material sitologi seringkali tersebar dalam tiga dimensi daripada satu bidang jaringan, beberapa bidang fokus (z-stacking) mungkin diperlukan untuk menampilkan sel secara tajam, yang meningkatkan ukuran citra dan tuntutan pemindaian relatif terhadap histologi. Citra seluruh slide yang dihasilkan dapat ditinjau dari jarak jauh dan berfungsi sebagai masukan untuk algoritma analisis citra, termasuk jaringan saraf tiruan mendalam (deep neural networks), yang melakukan segmentasi sel, mengukur fitur, atau menandai sel abnormal kandidat untuk tinjauan manusia. Penggunaan diagnostik memerlukan validasi formal yang membandingkan tinjauan digital dengan tinjauan slide kaca.

Clinical relevance

Sitologi digital mendukung telesitologi, konsultasi sekunder, pendidikan, dan skrining berbantuan komputer, dengan algoritma yang dimaksudkan untuk membantu daripada menggantikan sitolog. Entri ini menjelaskan metode dan validasinya; penerapan dan interpretasi di laboratorium tertentu diatur oleh validasi lokal dan persyaratan regulasi dan bukan merupakan saran klinis individual.

Evidence & guidelines

College of American Pathologists mengeluarkan pedoman tentang validasi pencitraan seluruh slide untuk tujuan diagnostik (Pantanowitz et al., 2013), yang relevansi spesifik dan adaptasinya terhadap sitopatologi telah diteliti secara terpisah (Antonini et al., 2022). Kemajuan dalam pemindaian dan komputasi, termasuk pendekatan pembelajaran mendalam yang mempercepat dan menganalisis citra seluruh slide, terus memperluas bidang ini (Rivenson et al., 2022).

History

Telepatologi dan citra digital statis mendahului pengembangan pemindai seluruh slide, yang memungkinkan digitalisasi seluruh slide secara praktis. Adopsi sitologi tertinggal dari histologi karena distribusi sel tiga dimensi, tetapi peningkatan z-stacking dan munculnya pembelajaran mendalam telah membawa sitologi digital dan analisis otomatis ke dalam studi dan penggunaan yang lebih luas.

Debates

Seberapa penuh pencitraan seluruh slide dapat mendukung diagnosis sitologi primer?

Distribusi sel tiga dimensi dan tuntutan pemfokusan sitologi mempersulit digitalisasi, sehingga apakah dan bagaimana pedoman validasi yang berorientasi histologi berlaku untuk diagnosis sitologi primer masih dalam diskusi aktif.

Seminal works

• pantanowitz-2013

Frequently asked questions

Mengapa mendigitalkan slide sitologi lebih sulit daripada mendigitalkan slide histologi?

Sel sitologi seringkali tersebar di beberapa bidang fokus daripada satu bagian jaringan, sehingga pencitraan yang tajam mungkin memerlukan pengambilan beberapa lapisan fokus (z-stacking), yang meningkatkan waktu pemindaian dan ukuran file.

Apakah analisis citra otomatis menggantikan sitolog?

Aplikasi saat ini dirancang untuk membantu dengan menandai atau mengukur temuan untuk tinjauan manusia; sitolog tetap bertanggung jawab atas interpretasi, dan penggunaan diagnostik memerlukan validasi formal.