Meskipun mengawetkan sampel jaringan otak dalam formalin sedikit mengubah sifat polarimetrinya, sampel tersebut masih serupa dengan sampel segar, membuatnya cocok untuk melatih model pembelajaran mesin. Kredit: Gros et al., doi 10.1117/1.NPh.10.2.025009.
Glioma adalah sekelompok tumor yang berasal dari sel glial (sel non-saraf) di sistem saraf pusat dan ditandai dengan pertumbuhan sel infiltrasi difus. Mereka dapat menyebar dengan cepat ke seluruh otak dan tulang belakang dengan menyusup ke jaringan terdekat, menjadikan operasi pengangkatan sebagai satu-satunya strategi perawatan yang layak. Diferensiasi yang akurat dari jaringan yang sehat dan yang sakit dengan bantuan teknik dan modalitas pencitraan khusus sangat penting untuk pembedahan.
Wide-field Imaging Mueller polarimetry (IMP) adalah salah satu pendekatan yang menggunakan polarisasi cahaya untuk menentukan batas-batas berbagai jenis jaringan dalam sampel. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa IMP adalah pendekatan yang menjanjikan untuk pencitraan otak. Secara khusus, IMP dapat lebih efektif membedakan antara materi abu-abu dan putih serta menentukan orientasi serat saraf, jika digabungkan dengan algoritme pembelajaran mesin (ML).
Selain itu, pencitraan diagnostik cepat berkualitas tinggi dengan modalitas pencitraan seperti itu dapat dimungkinkan dengan penggunaan model ML. Terlatih dengan data IMP yang memadai, mereka dapat membantu ahli bedah secara otomatis menganalisis gambar otak untuk membedakan dan menggambarkan informasi penting, seperti zona patologis dan wilayah neoplastik, secara real time.
Namun, mendapatkan sampel jaringan otak manusia yang cukup segar untuk melatih algoritme ML pemrosesan gambar semacam itu sangatlah sulit. Masalah ini biasanya diatasi dengan melatih model ML pada sampel jaringan yang diawetkan dalam formalin (larutan formaldehida dalam air), yang membantu memperpanjang umur simpannya. Tapi belum jelas apakah sifat polarimetri dari jaringan otak yang difiksasi formalin sama dengan jaringan otak segar.
Mengatasi kesenjangan pengetahuan ini, tim ilmuwan dari Swiss dan Prancis kini telah mengkarakterisasi tingkat perubahan sifat polarimetri yang disebabkan oleh fiksasi formalin dari sampel jaringan otak. Studi ini dipimpin oleh Romain Gros, seorang Ph.D. mahasiswa di Universitas Bern, Swiss, dan dilaporkan di Neurophotonics.
Tim membuat model menggunakan jaringan otak hewan, mengekstraksi 30 bagian jaringan, masing-masing setebal 3 cm dan mengandung materi abu-abu dan putih. Mereka melakukan IMP pada sampel baru ini menggunakan penyiapan khusus. Segera setelah setiap pengukuran, sampel segar difiksasi dalam formalin; para peneliti kemudian melakukan IMP pada sampel yang difiksasi formalin ini beberapa kali selama seminggu. Ini memungkinkan mereka untuk mempelajari perubahan sifat polarimetri sampel jaringan otak dari waktu ke waktu setelah fiksasi formalin.
Mengikuti analisis kuantitatif dari data mereka, para peneliti mengamati bahwa fiksasi formalin tidak menyebabkan perubahan radikal pada sifat polarimetri jaringan otak. Secara khusus, nilai rata-rata depolarisasi cahaya meningkat hanya 5 persen di wilayah materi abu-abu dan kira-kira tetap sama di wilayah materi putih.
Selain itu, mereka menemukan bahwa retardansi linier, ukuran “desinkronisasi” dari komponen polarisasi yang berbeda setelah melewati jaringan, menurun dalam proporsi yang hampir sama baik pada materi putih dan abu-abu setelah fiksasi. Dengan demikian, kontras visual antara materi abu-abu dan putih tetap tidak berubah. Selain itu, kemampuan memvisualisasikan orientasi serabut otak tetap utuh setelah fiksasi formalin.
Selanjutnya, meskipun mengamati penyusutan jaringan yang terlihat, para peneliti menemukan bahwa itu tidak secara signifikan mempengaruhi lebar “wilayah ketidakpastian”, area dalam sampel di mana sifat polarimetri tidak memungkinkan perbedaan yang jelas antara materi putih dan abu-abu. .
Bersama-sama, temuan ini menunjukkan bahwa sampel jaringan otak yang difiksasi formalin, dalam konteks polarimetri, sama baiknya dengan sampel jaringan segar, dan karenanya cocok untuk melatih model ML. Mengingat kemudahan memperoleh sampel tumor otak yang difiksasi formalin dibandingkan sampel segar, temuan ini dapat memfasilitasi desain dan pelatihan algoritme segmentasi tumor.
Informasi lebih lanjut: Romain Gros et al, Efek fiksasi formalin pada sifat polarimetri jaringan otak: segar atau tetap?, Neurofotonik (2023). DOI: 10.1117/1.NPh.10.2.025009
Kutipan: Membandingkan sifat polarimetri jaringan otak segar dan diawetkan (2023, 25 Mei) diambil 26 Mei 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-05-polarimetric-properties-fresh-brain-tissue.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.