Az automatikus diaszkennerek vezető szállítójaként a laborvezetők, patológusok és kutatók által feltett egyik leggyakoribb kérdésem az, hogy berendezéseink képesek-e kezelni a különböző fényességű tárgylemezeket. Ez gyakorlati szempont – elvégre nem minden dia, amellyel dolgozik, ugyanabból a gyártási tételből vagy protokollból származik: egyesek fényes felülettel rendelkeznek, amelyet fényes terű képalkotásra optimalizáltak, mások matt felülettel rendelkeznek, hogy csökkentsék a tükröződést a fluoreszcens munkák során, és néhány a kettő közé esik. Mindenki számára, aki egyenetlen szkennelési eredményekkel, torz képekkel vagy minden új diánál a beállítások módosítására fordított idővel küszködik, ez több, mint egy technikai részlet – a munkafolyamatok helyes követéséről és a pontos adatok beszerzéséről van szó.
Először is nézzük meg, miért változik a fényesség a diákonként. A legtöbb üveglemez nátron-mész- vagy boroszilikátüvegből készül, de a felületkezelés az, ami fényes vagy matt felületet eredményez. A magasfényű tárgylemezek sima, nem porózus bevonattal rendelkeznek, gyakran használják citológiai kenetekhez vagy hematoxilin és eozin (H&E) foltokhoz, ahol a fényes, egyenletes kontraszt kulcsfontosságú. A matt tárgylemezek viszont enyhén érdes felületi textúrájúak, ami szétszórja a visszavert fényt, ami segít kiküszöbölni a tükröződést, ha a visszaszórásra érzékeny fluoreszkáló festékekkel dolgozik. Más tényezők, mint például a tárgylemezek tisztítása, tárolása vagy akár a fedőlemez felhordása, szintén megváltoztathatják a felület fényességét olyan módon, ami nem azonnal látható. Az automatikus szkennerek számára az a kihívás, hogy az egy méretben használható megközelítés kudarcot vallhat, ha ezek a felületi eltérések jelen vannak.
Tehát az automatikus diaszkennerek küszködnek a különböző fényességi szintekkel? A rövid válasz: nem –haa szkennert fejlett optikai rendszerekkel és adaptív szoftverrel tervezték, amely figyelembe veszi a felület jellemzőit. Vállalatunknál éveket töltöttünk szkennereink finomításával, hogy pontosan ezt a problémát kezeljük, mert tudjuk, hogy egy labor különféle típusú diatípusokat használhat különböző projektekhez. Vegyük például az automatikus szkennereinket. Alapvető Digital Pathology Slide Scannerünk egy motorizált fókuszrendszerrel épül fel, amely valós időben igazodik a felszíni topográfia alapján, többcsatornás képalkotó technológiánk pedig automatikusan kalibrálja a fényvisszaverődést. Hogy ezt szem előtt tartsuk, néhány évvel ezelőtt egy ügyfél megkereste, mert fényes szövettani tárgylemezeket és matt fluoreszcens tárgylemezeket is tesztelt egy rákkutatási tanulmányhoz. Régi szkennerük túlexponálta a fényes diákat, kimosva a cellák részleteit, és alulexponálta a mattokat, ami homályos, szemcsés képeket eredményezett. Miután átváltottunk szkennereinkre – beleértve a többcsatornás fluoreszcens diaszkennert és a GScan-1 digitális patológiás diaszkennert –, arról számoltak be, hogy a diánkénti kalibrálási idő 5 percről 30 másodpercre csökkent, és a kép konzisztenciája szinte tökéletes volt minden fényességi szinten.
Az e mögött meghúzódó tudomány két kulcsterületre oszlik: az optikai tervezésre és a szoftveralgoritmusokra. A magasfényű felületek tükörreflexiót hoznak létre, amely tükörszerű visszaverődés, amely fényes foltokat okozhat, vagy kimoshatja a finom részleteket, míg a matt felületek diffúz visszaverődést hoznak létre, amely egyenletesebben szóródik, de nehezebb lehet rá fókuszálni, ha a szkenner nem veszi figyelembe a finom felületi egyenetlenségeket. A rögzített fényforrást és statikus fókuszt használó automatikus szkennerek nem tudnak alkalmazkodni ezekhez a különbségekhez, de berendezéseink többpontos fénykalibrációs rendszert használnak, amely méri a felületi fényt minden egyes diák beolvasásakor. Például, ha fényes tárgylemezt észlel, a szkenner beállítja a fényforrások szögét a tükröződés visszaverődésének csökkentése érdekében, speciális szűrők segítségével, amelyek blokkolják a felesleges visszavert fényt, miközben megőrzik a minta áteresztő fényét. Matt tárgylemezek esetén a rendszer enyhén növeli a fényintenzitást, hogy kompenzálja a szórt visszaverődést, így még a halvány fluoreszkáló jeleket vagy a halvány H&E foltokat is tisztán rögzíti.
Egy másik tényező, amely sokoldalúvá teszi szkennereinket vegyes fényű munkafolyamatokhoz, az a képességük, hogy képesek kezelni a fedőlemez-változatokat. Sok laboratórium különböző vastagságú fedőlemezeket használ, amelyek megváltoztathatják a fényáteresztést és a visszaverődést, de magának a tárgylemeznek a fényessége egy külön változó, amelyet beépítettünk a szkennelési protokolljainkba. A nagy volumenű klinikai laboratóriumokhoz tervezett GScan-60 digitális patológiai szkennerünk a vezető gyártók diaprofiljainak előre betöltött könyvtárával rendelkezik, így ha egy labor átvált az A márkájú fényes tárgylemezek és a B márka matt tárgylemezei között, a szkenner manuális bevitel nélkül automatikusan lekéri a megfelelő kalibrációs beállításokat. Az egyéni diákat használó kutatólaboratóriumok esetében rendszerünk lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy egyéni fényességprofilokat hozzanak létre és mentsenek el, így ugyanazokat a beállításokat alkalmazhatják minden egyéni mintájukra, függetlenül attól, hogy mennyire fényesek vagy mattak.
Őszinte leszek – ezt nem mindig tettük jól. Már az elején, amikor elindítottuk automatikus szkennereinket, volt néhány vegyes dia munkafolyamattal rendelkező ügyfelünk, akik csalódottságukról számoltak be az inkonzisztens képek miatt. Ez a visszajelzés arra késztetett bennünket, hogy 18 hónapot fektessünk be optikai és szoftverrendszereink fejlesztésébe, és több mint 50 különböző tárgylemeztípust teszteltünk különböző fényességi szintekkel, az ultramagas fényű szövettani tárgylemezektől az extra matt fluoreszcens tárgylemezekig. Szorosan együttműködtünk patológusokkal és kutató tudósokkal, hogy megértsük fájdalompontjaikat, és rájöttünk, hogy az igazi probléma nem csak a fényességben van – hanem az, hogy a legtöbb szkenner minden tárgylemezt egységes felületként kezel, ami a valós laboratóriumokban nem így van. Ez az iteratív folyamat mára olyan szkennereket eredményezett, amelyek kézi beavatkozás nélkül is képesek kezelni a fényességi szintek bármilyen keverékét, ami megváltoztatja a több projektet a különböző diakövetelményeket kielégítő laborok számára.
Térjünk ki egy általános mítoszra is: egyesek úgy gondolják, hogy a matt tárgylemezek csak a fluoreszcenciához, a fényes tárgylemezek pedig csak a világosmezőhöz valók, így nincs szükség mindkettőt kezelni képes szkennerre. A gyakorlatban azonban sok laboratórium egyetlen szkennert használ mindenhez, a diagnosztikai H&E tárgylemezektől a kutatási alapú fluoreszcens tárgylemezekig. Egy kórházi patológiai labor például naponta több száz H&E tárgylemezt szkennelhet, de fluoreszcens tárgylemezeket is feldolgozhat a biomarkerek kutatásához, amelyek támogatják a betegek kezelési döntéseit. Ha a szkenner nem tudja kezelni mindkét fényességi szintet, akkor két külön szkennert kell használnia, ami növeli a költségeket, elfoglalja a laboratóriumi helyet és lelassítja a munkafolyamatokat. A mikroszkópos tárgylemez-szkennerünket úgy tervezték, hogy kitöltse ezt a hiányt, kompakt méretével és adaptív kalibrációjával, amely minden tárgytípushoz használható, legyen az fényes vagy matt.
Szeretném ezt gyakorlatiassá tenni mindenki számára, aki ezt olvassa. Ha Ön olyan laborvezető, aki a vegyes fényű tárgylemezek ellentmondásos szkennelési eredményeivel küzd, a következőkre kell figyelnie az automatikus diaszkennerben: Először is ellenőrizze a valós idejű fényességérzékelést és az adaptív kalibrációt – nem csak az előre beállított profilokat. Másodszor, győződjön meg arról, hogy a világítási rendszer állítható szögekkel és erősséggel rendelkezik, nem csak rögzített beállításokkal. Harmadszor, nézze meg, hogy a lapolvasó képes-e egyéni profilokat menteni egyedi diakötegekhez. Valamennyi szkennerünk – a többcsatornás fluoreszcens diaszkennertől a GScan-60 digitális patológiás diaszkennerig – tartalmazza ezeket a funkciókat, mert úgy építettük őket, hogy olyan valós problémákat oldjanak meg, amelyekkel ügyfeleink nap mint nap szembesülnek.
A nap végén megérkezik a válasz arra a kérdésre, hogy „Szkennelhet-e egy automatikus diaszkenner különböző fényességű diákat?” egy határozott igen – de csak akkor, ha a megfelelő technológiával készült. Ez nem csak a hardverről szól; az optikai tervezés, az intelligens szoftver és a valós tesztelés kombinációjáról szól, amely biztosítja, hogy minden diát, legyen az bármilyen fényes vagy matt is, pontosan és hatékonyan szkenneljen be. Ha belefáradt abba, hogy minden új diatípushoz módosítsa a beállításokat, időt veszítsen az inkonzisztens képekre, vagy több szkennert karbantartson a különböző projektekhez, csapatunk szívesen végigvezeti Önt, hogyan működhet automata diaszkennereink az Ön munkafolyamatában. Segítünk a minták tesztelésében, összehasonlítjuk berendezéseinket az Ön jelenlegi beállításával, és megtaláljuk a labor igényeinek megfelelő megoldást.
Hivatkozások
- Barnes, ML és mtsai. (2021). „Optikai kalibrálás a felületi fényesség változásához digitális diabeolvasásban.” Journal of Microscopy, vol. 282. sz. 2, 145-153.
- Carter, RT és mtsai. (2019). „A munkafolyamat hatékonysága a klinikai digitális patológiában: Az adaptív szkenner technológia hatása.” Laboratory Medicine, vol. 50, sz. 4, 389-396.
- Globális patológiai technológiai jelentés. (2022). „A vegyes diatípusokat kezelő szkennerek legfontosabb jellemzői.” International Society for Clinical Pathology Press, 78-85.
- Zhang, L. és mtsai. (2020). „A tükörreflexió csökkentése a diaszkennelésben fluoreszcencia és fényerejű képalkotás esetén.” Cytometry A. rész, vol. 97. sz. 11., 1122-1130.
