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Analyse tissulaire

Histologie quantitative et analyse tissulaire

La quantification automatique des tissus consiste à reproduire à l’aide d’algorithmes l’interprétation des anatomo-pathologistes. Les sections de tissus sont disposées sur des lames de microscopie et digitalisées avec un scanner de lame. La quantification les images est une tâche difficile :

  • Les images sont énormes : le scanner de lame génère des lames virtuelles combinant des milliers de champs microscopiques (tuiles) qui correspondent à l’échantillon de tissu entier
  • Variabilité entre lames : les étapes d’inclusion, les étapes de coloration et les étapes d’acquisition peuvent entraîner des différences importantes entre des lames identiques. Il est donc important de traiter soigneusement les images afin de réduire les différences entre les lames. La normalisation interne peut aider à standardiser les couleurs et les intensités
  • Plusieurs étapes de segmentation sont nécessaires pour obtenir une bonne quantification : segmentation de l’échantillon (pour supprimer l’arrière-plan de l’échantillon), segmentation de la structure tissulaire (zone épithéliale, zone nécrotique, lumens, lésions tissulaires), segmentation des cellules (intensité, forme, nombre) des taches)
  • La visualisation des résultats n’est pas triviale : l’inspection visuelle de la quantification des lames est très importante et l’utilisateur doit vérifier les résultats à différentes résolutions. Il doit être capable de naviguer avec des outils ergonomiques pour zoomer, dézoomer et défiler l’image originale et superposer la segmentation résultante
  • Dans de nombreux cas, l’analyse doit être guidée par l’expert ou l’anatomopathologiste. Ils définissent la région d’intérêt, incluent ou excluent les zones en fonction de leur compréhension. Il est donc important de combiner la quantification automatique avec la supervision d’un expert

Les lames histologiques et les TMA (Tissue MicroArray)

Une lame histologique peut contenir :

Une section continue de tissu
Un assemblage de centaines ou d’un millier de prélèvements appelé TMA (Tissue Microarray)

Les colorations histologiques

Les marquages communs des tissus sont : 

Histochimie : coloration basée sur des réactions chimiques entre des réactifs et des composants des tissus étudiés (ex: la coloration à l’hématoxyline-éosine, Periodic Acid-Shiff (PAS), Trichrome de Masson).

Immunohistochimie (IHC) : Reconnaissance immunologique d’un anticorps spécifique dirigé vers une cible donnée (protéine). Ces anticorps sont couplés à d’un marqueur colorimétrique ou fluorescent.

Hybridation in situ (ISH) : la sonde reconnait une séquence particulaire d’ADN ou d’ARN et permet de localiser ou de quantifier sa présence au niveau cellulaire. La sonde (cDNA) est marquée par un isotope ou par un fluorochrome (FISH).

Les analyses quantitatives en histologie

Les informations quantitatives extraites d’un tissu peuvent être de différents types :

  • Description des morphologies tissulaires, de leur organisation
  • Description de l’organisation cellulaire dans les tissus
  • Localisation et expression des biomarqueurs dans les tissus ou dans les cellules

 

Le gain de l’automatisation des analyses tissulaires

L’analyse automatique en histologie permet :

  • L’analyse d’un nombre illimité de coupes histologiques
  • La quantification globale de la lame
  • La quantification de chaque structure tissulaire
  • La quantification précise de chaque cellule
  • La sélection des rare structures d’intérêt
  • La navigation aisée dans la masse d’images

 

L’histologie 3D

Pour obtenir une information 3D de l’analyse en histologie, il est possible de numériser les sections successives d’un bloc de paraffine, et de faire

  • La reconstruction 3D des objets, des organes et des structures tissulaires (biomateriaux, tumeurs, vaissaux)
  • Les mesures en 3D des volumes
  • La visualisation 3D (pour en savoir plus …)

L’histologie 3D est obtenue grace à l’utilisation de recalage d’image par exemple avec ITK ou ElastiX.

QUANTACELL

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