Çin’de geliştirilen ULTRA sistemi, beyin tümörü ameliyatı sırasında çıkarılan taze dokuyu kesmeden ve boyamadan üç boyutlu olarak görüntüleyebiliyor. İnsan glioma dokularında denenen yöntem, tümörün hücresel yapısını ve çevre dokuya uzanan infiltrasyon sınırlarını tek hücre çözünürlüğünde inceleme olanağı sundu.
Beyin tümörü ameliyatlarında cerrahın yanıt aradığı temel sorulardan biri, çıkarılan dokunun tümör hücresi içerip içermediğidir.
Bu değerlendirme özellikle gliomalarda büyük önem taşıyor. Çünkü gliomalar her zaman belirgin sınırları bulunan tek parça bir kitle şeklinde büyümüyor. Tümör hücreleri, çevredeki beyin dokusunun arasına düzensiz biçimde yayılabiliyor.
Cerrahlar bir yandan mümkün olduğunca fazla tümör dokusunu çıkarmaya çalışırken diğer yandan hareket, konuşma, görme ve hafıza gibi yaşamsal işlevleri yöneten sağlıklı beyin bölgelerini korumak zorunda kalıyor.
Çin’de Fudan Üniversitesi öncülüğünde geliştirilen ULTRA adlı sistem, ameliyat sırasında çıkarılan beyin dokusunun daha geniş bir hacim içinde ve üç boyutlu olarak incelenmesini amaçlıyor.
Araştırmacıların kurumsal kaydında çalışmanın Cell dergisi için kabul öncesi aşamada olduğu belirtiliyor.
Doku kesilmeden ve boyanmadan inceleniyor
Geleneksel patolojik incelemede doku örnekleri sabitleniyor, ince kesitlere ayrılıyor, boyanıyor ve mikroskop altında değerlendiriliyor.
İki boyutlu yöntemler dokuyu seçilmiş kesit düzlemleri üzerinden incelerken ULTRA, aynı örneğin daha geniş bir hacim içinde üç boyutlu olarak değerlendirilmesini sağlıyor.
ULTRA sisteminde ameliyat sırasında çıkarılan taze doku, hızlı bir şeffaflaştırma işleminden geçiriliyor. Ardından örnek, uyarılmış Raman saçılması mikroskopisi kullanılarak üç boyutlu biçimde taranıyor.
Bu mikroskopi yöntemi; proteinler, yağlar ve diğer biyolojik yapıların moleküler özelliklerinden yararlanarak görüntü oluşturuyor. Dokuya özel bir boya veya floresan işaretleyici eklenmesi gerekmiyor.
Elde edilen etiketsiz optik veriler daha sonra yapay zekâ ile işleniyor. Sistem, patologların değerlendirebileceği yüksek çözünürlüklü sanal histoloji görüntüleri üretiyor.
Böylece patologlar, doku örneğinin farklı derinliklerini ve hücresel yapısını üç boyutlu dijital görüntüler üzerinden inceleyebiliyor.
Araştırmacılar; doku hazırlama, üç boyutlu tarama ve yapay zekâ destekli görüntü üretiminden oluşan sürecin yaklaşık 20–30 dakika içinde tamamlanabildiğini bildirdi.
Tümörün infiltrasyon sınırları üç boyutlu olarak görüntülendi
Araştırma, beyin tümörü ameliyatı sırasında hastalardan alınan insan glioma dokuları üzerinde gerçekleştirildi.
ULTRA sistemiyle glioma dokularındaki temel histolojik özellikler ve tümörün çevre dokuya uzanan infiltrasyon sınırları üç boyutlu olarak görüntülendi.
Sistem, tümör hücrelerinin örnek içindeki dağılımının ve çevredeki dokuya uzanımının tek hücre çözünürlüğünde değerlendirilmesini sağladı.
Bu yaklaşım, gliomaların yalnızca seçilmiş kesitlerde değil, doku hacmi boyunca incelenmesine imkân tanıyor. Patologlar böylece tümör hücrelerinin örnek içindeki dağılımını daha geniş bir hacim üzerinden değerlendirebiliyor.
Çalışmanın ortaya koyduğu temel yeniliklerden biri, lam temelli iki boyutlu incelemelere kıyasla çok daha geniş bir doku hacminin üç boyutlu olarak görüntülenebilmesi oldu.
Ameliyat sırasındaki patolojik değerlendirmeyi destekleyebilir
ULTRA’nın dikkat çeken yönü yalnızca hızlı görüntü üretmesi değil, çıkarılan doku örneğinin derinliklerini de hücresel düzeyde gösterebilmesi.
Bu yaklaşım, gelecekte ameliyat sırasında patologların cerraha daha kapsamlı bilgi sunmasına yardımcı olabilir. Çıkarılan örnekte tümör hücresi bulunup bulunmadığı ve infiltrasyonun doku içindeki dağılımı daha geniş bir hacim üzerinden değerlendirilebilir.
Ancak ULTRA, hastanın beynini ameliyat sırasında doğrudan tarayan bir sistem değil.
İnceleme, cerrah tarafından çıkarılan ve patolojik değerlendirme için gönderilen doku örneği üzerinde gerçekleştiriliyor. Bu nedenle teknoloji, cerrahın kararını tek başına veren otomatik bir cihaz olarak değil, cerrah ile patolog arasındaki ameliyat içi değerlendirmeyi destekleyebilecek bir yöntem olarak ele alınmalı.
Hastaların klinik sonuçları bu çalışmada değerlendirilmedi
Araştırma, insan ameliyat dokularında gerçekleştirilen bir biyogörüntüleme, yapay zekâ ve yöntem doğrulama çalışmasıdır.
Çalışmada ULTRA kullanımının kalıcı nörolojik hasar, tümör nüksü veya hastaların sağkalımı üzerindeki etkileri değerlendirilmedi.
Bu sonuçların ortaya konulabilmesi için ULTRA destekli cerrahilerle mevcut standart yöntemlerin karşılaştırıldığı, daha fazla hastanın yer aldığı ileriye dönük klinik araştırmalara ihtiyaç bulunuyor.
Yöntemin farklı sağlık merkezlerinde, farklı beyin tümörü türlerinde ve daha geniş hasta gruplarında doğrulanması gerekiyor.
Sistemin özel mikroskopi altyapısı ve teknik uzmanlık gerektirmesi de yaygın klinik kullanıma geçiş sürecinde değerlendirilmesi gereken başlıklar arasında bulunuyor.
Patolojiye üçüncü boyut ekleniyor
ULTRA, geleneksel patolojik incelemenin yerini almaktan çok, mevcut yöntemlere yeni bir görüntüleme boyutu kazandırmayı hedefliyor.
Çalışmanın ortaya koyduğu temel yenilik, ameliyat sırasında çıkarılan taze beyin tümörü dokusunun kesilmeden ve boyanmadan yaklaşık 20–30 dakika içinde üç boyutlu olarak görüntülenebilmesi.
Teknoloji daha geniş araştırmalarda doğrulanır ve ameliyathane ile patoloji laboratuvarının iş akışına güvenli biçimde uyarlanabilirse, beyin tümörü cerrahisinde patologların yalnızca ince doku kesitlerine değil, örneğin üç boyutlu yapısına da bakabildiği yeni bir değerlendirme döneminin kapısını aralayabilir.
Editör Notu
Bu araştırma, beyin tümörü ameliyatı sırasında alınan insan glioma dokularında gerçekleştirilen bir yöntem doğrulama çalışmasıdır. Çalışmada ULTRA sisteminin tümör nüksü, kalıcı nörolojik hasar veya sağkalım üzerindeki etkileri değerlendirilmemiştir. Teknolojinin klinik değeri, farklı hastanelerde yürütülecek daha geniş ve karşılaştırmalı araştırmalarla belirlenmelidir.
Kaynak: Liu Z. ve arkadaşları. Ultrarapid Deep 3D Histology with Cleared Stimulated Raman Imaging and AI. Araştırmacıların kurumsal kaydında Cell, “pre-accept”, 2026 olarak listelenmiştir.
