Autor:innen:
Y. Braun (Frankfurt am Main, DE)
M. Bulöw (Frankfurt am Main, DE)
P. Harter (Frankfurt am Main, DE)
U. Rolle (Frankfurt am Main, DE)
Ziel:
Der Morbus Hirschsprung ist durch das Fehlen von ganglionären Zellen in den verschiedenen Schichten der Darmwand im distalen Kolon und Rektum definiert. Die Diagnose wird anhand einer Rektumbiopsie gestellt, die histopathologisch auf das Fehlen von ganglionären Zellen und das Vorhandensein einer cholinergen Hyperinnervation untersucht wird. Abhängig von der Art der Rektumbiopsie (Saugbiopsie, offene Inzisionsbiopsie, Stanzbiopsie) variiert die Qualität des verfügbaren Gewebes jedoch erheblich. Bei der Stanz- und Saugbiopsie werden oft Proben ohne die Muskelschicht gewonnen, so dass die Diagnose anhand des submukösen Ganglienzellplexus, welcher selbst bei gesunden Individuen spärlich ausgebildet, in Zusammenschau mit der cholinergen Hyperinnervation gestellt werden muss. Um die Diagnose in diesen Szenarien zu erleichtern und zu objektivieren, untersuchten wir, ob die softwarebasierte Quantifizierung der cholinergen Innervation bei digitalisierten Histopathologie-Proben, für die Unterscheidung von gesunden und erkrankten Individuen ausreicht.
Methoden:
N = 316 Proben von n = 176 Patienten, bei welchen zwischen 2009-2019 in unserem Zentrum eine Rektumbiopsie durchgeführt wurde, kamen für diese Studie in Frage. Die Objektträger der HE-, LDHA- und ACHE-Färbung dieser Proben wurden gesammelt. Anschließend wurden die Objektträger mit einem Slidescanner (Axioscan 7, Zeiss, Jena, Germany) digitalisiert. Proben, die den Qualitätsanforderungen nicht entsprachen (starke Kontamination, nicht repräsentative Proben, geringe Färbeintensität), wurden ausgeschlossen. Die verbleibenden Proben wurden mit einer digitalen Bildgebungssoftware (Halo, Indica Labs, Albuquerque, USA) analysiert. ACHE- und Hämatoxylin positive Areale wurden von der Software in einem benutzerdefinierten Bereich des Objektträgers bestimmt, der nur die mukosalen und submukosalen Schichten der Darmwand enthielt. Die resultierenden Daten wurden mit JMP14 (SAS, Cary, USA) ausgewertet.
Ergebnisse:
Die ACHE-positive Färbefläche und die ACHE/Hämatoxylin-ko-lokalisierte Fläche waren bei HD-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen größer (p < 0.0001). Entsprechend war die ACHE-positive Fläche im Verhältnis zur Hämatoxylin-positiven Fläche bei HD-Patienten größer. Die Signifikanzniveaus stiegen, wenn nicht-rektosigmoidale Proben ausgeschlossen wurden. Die diagnostische Genauigkeit der Hirschsprung-Krankheit variierte zwischen den analysierten Werten. Die area under the curve der ROC-Kurven reichte von 0,71-0,86.
Schlussfolgerung:
Die softwarebasierte Analyse der ACHE-Färbung kann Pathologen bei der Entscheidungsfindung bezüglich der histopathologischen Diagnose von Morbus Hirschsprung unterstützen. Proben- und Färbequalität beeinflussen die Genauigkeit der Diagnose durch künstliche Intelligenz maßgeblich.