デジタルダーマトパソロジーにおける疥癬の診断：HE染色適合型VIS-NIRハイパースペクトルイメージングによるラベルフリーの概念実証アプローチ

科学分野:

• 皮膚病理学
• 光学イメージング
• 生体光

背景:

• 疥癬の診断は、寄生虫が少ないまたは断片化しているため、組織学的確認が限定的であり、困難である。
• 疥癬検出のための従来の顕微鏡検査には、サンプルサイズが小さい、観察者依存性があるなどの限界がある。

研究 の 目的:

• ヒト皮膚におけるSarcoptes scabieiのラベルフリー検出のための可視近赤外ハイパースペクトルイメージング（VIS-NIR HSI）の評価。
• VIS-NIR HSIとルーチンのヘマトキシリン・エオジン（HE）染色との適合性の評価。

主な方法:

• 疥癬患者由来のホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）皮膚切片にVIS-NIR HSI（500-1000 nm）を使用した。
• 未染色切片と平行してHE染色スライドの両方を分析した。
• 主成分分析（PCA）とセグメンテーションを用いて、ダニ構造と宿主組織を区別した。

主要な成果:

• S. scabieiのキチン質外骨格は、宿主組織（R850/R550 < 1.0）とは異なる、明確な近赤外反射スペクトル（R850/R550 > 1.5）を示した。
• PCAは、すべてのサンプルでダニ構造の一貫したスペクトル分離を確認した。
• これらのスペクトルコントラストは、HE染色切片でも検出可能であった。

結論:

• VIS-NIR HSIは、染色および未染色ヒト皮膚におけるS. scabieiの信頼性の高いラベルフリー検出を提供する。
• この技術は、形態学的および生化学的データを統合し、デジタルダーマトパソロジーに有望であることを示している。
• HSIは、困難または非典型的な疥癬症例の診断感度を向上させる可能性がある。