Kudosten mikroskooppitutkimuksissa käytettävät kudosleikkeet voidaan nyt kemiallisen menetelmän sijaan värjätä virtuaalisesti. Tekoälyyn pohjautuvan värjäystekniikan kehittivät Itä-Suomen, Turun ja Tampereen yliopistojen tutkijat.

Kemiallinen värjäys on kudospatologian kulmakivi, jota käytetään muun muassa syöpädiagnostiikassa. Menetelmä on jo yli satavuotias.

”Kemiallinen värjäys tehdään, jotta melkein läpinäkyvistä kudosleikkeistä saadaan niiden rakenne paremmin näkyviin. Ilman sitä on kudoksen morfologiaa lähes mahdotonta tulkita silmämääräisesti”, kuvailee yliopistotutkija Leena Latonen Itä-Suomen yliopistosta.

Värjäys on kuitenkin peruuttamaton prosessi, minkä takia samaa kudosleikettä voidaan yleensä hyödyntää vain kerran.

Uusi tekoälymenetelmä tuottaa kemiallista värjäystä matkivan kuvan laskennallisesti, joten yhtä leikettä voidaan käyttää monta kertaa eri tarkoituksiin. Virtuaalivärjäyksen etu on myös se, että se vähentää käsityön ja kemikaalien tarvetta.

Menetelmä ei myöskään edellytä erityisiä laitteita. Tavallinen kuvantava valomikroskooppi ja laskentaan sopiva tietokone riittävät.

Virtuaalivärjäykselle monia käyttökohteita

”Tulokset ovat erittäin laajasti hyödynnettävissä”, kertoo tutkimuksen laskennallista osuutta johtanut apulaisprofessori Pekka Ruusuvuori Turun yliopistosta.

”Tutkittavaa riittää edelleen ja laskennallisia menetelmiä voidaan yhä parantaa, mutta jo nyt näemme menetelmällemme useita käyttökohteita histologian eri osa-alueilla.”

Histologia on solujen ja kudosten mikroskooppista rakennetta tutkiva tieteenala.

Monitieteinen tutkimus toteutettiin Abcap-konsortiossa, joka on pohjoismainen rintasyövän tekoälypohjaiseen diagnostiikkaan keskittyvä tutkijayhteisö. Neuroverkkojen opettamiseen käytetyssä suurteholaskennassa hyödynnettiin Tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n laskentapalvelimia.

Tutkimuksen tulokset julkaisivat Laboratory Investigation ja Patterns.

(Kuva Itä-Suomen yliopisto) Vasemmalla värjäämätöntä, keskellä kemiallisesti värjättyä ja oikealla virtuaalisesti värjättyä eturauhaskudosta.