هنگامی که یک تومور سرطانی بیوپسی شود، یک متخصص پاتولوژیست لازم است تا نمونه را تجزیه و تحلیل و سلامت بافت را ارزیابی کند. این فرآیندی است که باید سریع و دقیق و معمولا همانطور که بیمار روی تخت اتاق عمل است، رخ دهد.   

بیوپسی از تومور جامد رایج‌ترین راه برای ارزیابی بدخیمی سرطان است و  این کار جراحان را در مدیریت بیماران در حین و بعد از جراحی راهنمایی می‌کند. شاید این کار یک فرایند ساده به نظر برسد اما اینطور نیست. یک پاتولوژیست باید نمونه را برش داده و رنگ‌ کند و قبل از ارائه نظر تخصصی آن را به صورت میکروسکوپی بررسی کند.

انتظار برای آمدن گزارش پاتولوژیست ممکن است دیگر همانند گذشته یک فرایند پیچیده نباشد چرا که گروهی از محققان روشی را برای تجزیه و تحلیل دقیق تومورهای سرطانی جامد در حدود ۳۰ دقیقه بدون مشورت با پاتولوژیست توسعه دادند. آنها روش خود را با استفاده از بافت موش آزمایش کردند.

دستگاه جدید از یک «خرد کننده بافت»(tissue grinder) برای کاهش نمونه به سلول‌های منفرد استفاده می‌کند، فرآیندی که کمتر از پنج دقیقه طول می‌کشد. سپس سلول‌ها با استفاده از فلورسانس در لحظه و سیتومتری تغییر شکل‌پذیری(RT-FDC) تجزیه و تحلیل می‌شوند، که در این فرایند از یک پمپ سرنگ برای عبور جریانی از سلول‌های منفرد از طریق انقباض میکروسکوپی استفاده می‌شود که در آن سلول‌ها در معرض تنش و فشار برشی هیدرودینامیکی قرار می‌گیرند.  

تغییر شکل سلولی روشی مفید برای تشخیص بیماری‌ها به ویژه تهاجم سلول‌های سرطانی است. توانایی سلول‌های سرطانی برای تغییر شکل به این معنا است که آن‌ها بهتر می‌توانند به سلول‌های دیگر حمله کنند که این امر به متاستاز تومور منجر می‌شود.

فلورسانس در لحظه و سیتومتری تغییر شکل‌پذیری، می‌تواند تا ۱۰۰۰ سلول در ثانیه را تجزیه و تحلیل کند که این یعنی ۳۶۰۰۰ برابر سریع‌تر از روش‌های قدیمی‌تر و سنتی این کار انجام می‌شود.

در این روش تصاویری از سلول‌های در حال عبور گرفته می‌شود و ویژگی‌های فیزیکی آن ارزیابی می‌شود و زیرگروه‌های سلول‌های بافتی تنها با تصویر ثبت شده مقایسه می‌شوند.

«مارکتا کوبانکوا»(Markéta Kubánková) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: با روش‌های سنتی برای تجزیه و تحلیل نمونه بیوپسی، آسیب‌شناس تنها می‌تواند به سلول‌ها نگاه کند. ما می‌توانیم معاینه فیزیکی تک تک سلول‌ها را انجام دهیم و این به ما اطلاعات بسیار بیشتری برای انجام مطالعه می‌دهد.

اما مشاهده ساختار فیزیکی سلول برای اهداف تشخیصی کافی نیست. بنابراین، محققان هوش مصنوعی را در قالب یک مدل یادگیری ماشینی ایجاد کردند که داده‌های به دست آمده توسط فلورسانس در لحظه و سیتومتری تغییر شکل‌پذیری را بررسی می‌کند و به سرعت ارزیابی می‌کند که آیا نمونه بیوپسی حاوی سلول‌های تومور است یا خیر.  کل فرآیند، از پردازش نمونه تا تجزیه و تحلیل داده‌ها، کمتر از ۳۰ دقیقه طول کشید، به این معنی که می‌توان آن را در حالی که بیمار هنوز روی تخت جراحی اتاق عمل است انجام داد و نتایج را بدون نیاز به مراجعه به پاتولوژیست در اختیار جراح قرار داد.

به گفته محققان، این یک مزیت است، زیرا همیشه نمی‌توان در حین انجام جراحی به پاتولوژیست دست یافت، به این معنی که در برخی موارد، نمونه‌ها را نمی‌توان تا پس از پایان جراحی آنالیز کرد.

علاوه بر آزمایش تومورهای سرطانی، از این دستگاه برای تشخیص التهاب بافت در مدلی از بیماری التهابی روده نیز استفاده شد. محققان امیدوارند که روش جدید آنالیز سلولی روزی در محیط بالینی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

یافته‌های این مطالعه در مجله «Nature Biomedical Engineering» منتشر شد.