Diagnostický přínos a možnosti využití rentgenové výpočetní mikrotomografie v histopatologické analýze bioptických vzorků

Mikroskopické zobrazovací metody jako je optická mikroskopie, rastrovací a transmisní elektronová mikroskopie nebo konfokální mikroskopie sehrály v průběhu posledních desetiletí až staletí klíčovou roli v pokroku poznání lidského těla na mikroskopické úrovni. Tyto technologie zásadně přispěly k hlubšímu porozumění patogeneze onemocnění a zpřesnění jejich diagnostiky (1). Nicméně, jejich využití je spojeno s určitými limitacemi, zejména v podobě nutnosti invazivního odběru tkáňových vzorků, což představuje významnou zátěž pro pacienta. Kromě toho zobrazují tkáně převážně ve dvou rozměrech, maximálně s možností určitého rastrování povrchu při velmi vysokém rozlišení, čímž ztrácejí schopnost adekvátně zachytit komplexní trojrozměrnou architekturu tkání a orgánů. Význam trojrozměrného zobrazování je zvláště patrný u závažných patologií jako jsou maligní nádory. Tyto léze se vyznačují komplikovanou morfologií, často multifokálním charakterem růstu a složitou distribucí prekurzorových změn. Tradiční dvourozměrné řezy tak mohou být v mnoha ohledech nedostatečné pro pochopení těchto složitých vztahů (2,3). Moderní medicína se navíc stále více orientuje na minimalizaci invazivity diagnostických a terapeutických postupů, což zvyšuje poptávku po nových nedestruktivních metodách umožňujících detailní trojrozměrné zobrazování. Klasické zobrazovací metody, jako je skiagrafie, výpočetní tomografie nebo magnetická rezonance nedosahují rozlišení srovnatelného s optickou mikroskopií. Proto byly vyvinuty technologie, které tuto mezeru překonávají, mezi které patří zejména rentgenová výpočetní mikrotomografie (mikroCT), případně mikroskopická magnetická rezonance (mikroMRI). Technologie mikroCT, využívající silné rentgenové záření a možnosti kontrastování vzorků, nabízí vyšší rozlišení a kontrast obrazu než mikroMRI, a to i u měkkých tkání. Přestože je využití mikroCT v patologii zatím omezeno převážně na výzkumné projekty, první výsledky ukazují její slibný potenciál napříč různými oblastmi. Studie již nyní potvrzují, že tato technologie může významně přispět k lepšímu porozumění trojrozměrné architektury tkání a patologických změn. Vzhledem k rostoucím nárokům na neinvazivní diagnostické metody a snahu o stále přesnější pochopení vztahu mezi strukturou a funkcí, případně nádorovou a okolní nenádorovou tkání tak lze očekávat, že mikroCT a podobné technologie najdou v příštích letech své pevné místo i v oblasti histopatologické diagnostiky.

* Adresa pro korespondenci:

doc. MUDr. Ondřej Fabián, Ph.D.

Pracoviště klinické a transplantační patologie Institut klinické a experimentální medicíny Vídeňská 1958/9

140 21, Praha 4

e-mail: ondrej.fabian@ikem.cz

Tento článek si klade za cíl představit technologii mikroCT, nabídnout přehled jejích možností v různých oblastech patologie a popsat její výhody a omezení.

PRINCIP TECHNOLOGIE MIKROCT

Rentgenová výpočetní tomografie, podobně jako radiografie, využívá vlastnosti rentgenového záření prostupovat objekty. Základním principem je využití absorpčního kontrastu, který je získán díky rozdílné absorpci rentgenového záření v jednotlivých typech tkáně. Tak, aby bylo možné zkoumat objekt nebo tkáň v jednotlivých řezech, je nutné zachytit absorpci z několika různých úhlů. V případě mikroCT se standardně jedná o úhlový inkrement v řádu nižších desetin stupně. Tímto způsobem vznikne několik tisíc projekčních snímků, které jsou následně matematicky rekonstruovány do výsledného obrazu. Jeden zrekonstruovaný snímek pak odpovídá jednomu řezu zobrazovaného objektu. Tyto jednotlivé řezy lze následně naskládat na sebe a pracovat pak s 3D objemovými daty. MikroCT se oproti konvenčním lékařským CT liší nejen svojí konstrukcí, ale také principem zobrazovací procedury. V případě klinického CT je nutné dodržovat princip ALARA (4) (As Low As Reasonably Achievable), který říká, že každý, kdo vykonává činnost vedoucí k ozáření, musí dodržovat takovou úroveň radiační ochrany, aby riziko ohrožení života, zdraví osob a životního prostředí bylo tak nízké, jak lze rozumně dosáhnout při uvážení všech ekonomických a společenských hledisek, což na druhou stranu zásadně limituje kvalitu výsledného skenu. MikroCT je proto v medicínské oblasti určeno zejména pro zobrazování ex-vivo vzorků. V případě zobrazování konkrétní tkáně nebo souboru tkání tedy není nutné brát ohled na absorbovanou dávku rentgenového záření. Při dostatečně dlouhé expozici zkoumané tkáně je tak možné získat data s výrazně menší velikostí voxelu, cca 1000x (voxel = nejmenší rozlišitelná jednotka 3D obrazu), a nižším zastoupením šumové složky v obraze. Na druhou stranu, velikost zachyceného zorného pole se zmenšuje s požadovanou velikostí voxelu ve výsledných datech. Proto čím jemnější detaily mají být zachyceny, tím menší je zorné pole zobrazovaného vzorku. U standardních aplikací je velikost voxelu stanovena na 1/1000 poloměru opsaného válce vzorku. Tj. při zobrazování například cévy o poloměru 1 mm bude mít výsledný voxel velikost cca 1 μm. Při zobrazování měkkých tkání je také nutno provést předchozí chemické barvení (kontrastování vzorku) z důvodu nedostatečné absorpce pro vytvoření odpovídajícího kontrastu mezi jednotlivými strukturami uvnitř tkáně (5). Volba vhodného kontrastního činidla a doby kontrastování závisí na typu analyzované tkáně a na tom, na jaké konkrétní struktury se v analyzované tkáni plánujeme soustředit. Samotný snímací proces pak trvá minuty až hodiny podle nastavených parametrů (6). Metoda mikroCT tedy může být vnímána jako podpůrný prostředek pro histologické vyšetření. Výrazná radiační zátěž a nutnost přechozího kontrastování vzorku (a do určité míry i maximální možná velikost zobrazovaného vzorku) představují aktuálně hlavní limitace této technologie a znemožňují, alespoň v současné chvíli, její využití pro analýzu in-vivo. Srovnání standardního histopatologického zpracování bioptického vzorku s mikroCT vyšetřením znázorňuje obr. 1.

MikroCT analýza vzorků v parafínových blocích

MikroCT je schopno též analýzy vzorků zalitých v parafínu. Parafín slouží jako podpůrné médium, které stabilizuje vzorek během měření a minimalizuje jeho mechanické poškození. Díky své nízké rentgenové absorpci je parafín vhodný pro mikroCT, protože nezpůsobuje výrazné artefakty v obraze a umožňuje lepší kontrast mezi strukturami vzorku a okolním prostředím. Nicméně oproti standardním technikám mikroCT barvení zde nedochází k tak vysokému zvýraznění vnitřních struktur. Proto je tento typ vyšetření vhodný zejména pro homogenní typy tkání. V případě, že vzorek bude obsahovat více typů tkáně s podobnou hustotou, parafín nemusí poskytnout dostatečný kontrast mezi nimi, a je vhodnější využít jiný způsob chemického barvení. Alternativně lze vzorek nejprve nabarvit (například pomocí jódu, kyseliny fosfowolramové nebo osmia) a až následně zalít do parafínového bločku.

Obrázek 1. Srovnání procesu konvenčního histopatologického vyšetření vzorku s mikroCT zobrazením.

Obrázek 2. MikroCT analýza jaterní tkáně. A) Vzorek jaterní tkáně dospělé myši fixovaný ve formolu a zalitý v parafínovém bloku. B) Vzorek jater z myšího embrya kontrastovaný pomocí roztoku jódu v 90% methanolu.

Pro úspěšné zalití do parafínu musí tkáň projít také důkladnou formolovou fixací a dehydratací, aby se parafín mohl dobře infiltrovat do tkáně. Následně je důležité zajistit homogenní zalití vzorku parafínem, aby během fixace nevznikaly vzduchové bubliny. Takto zalitý vzorek je pak možné měřit pomocí standardního akvizičního protokolu pro daný mikroCT přístroj. MikroCT analýza parafínových bločků je velmi dobře aplikovatelná pro histopatologické studie, protože po analýze mikroCT lze vzorek dále zpracovat klasickými histologickými metodami, což umožňuje korelaci mezi 3D strukturními mikroCT daty a detailními 2D histologickými řezy (7,8). Srovnání mikroCT zobrazení vzorků za využití parafínové fixace a chemického barvení viz obr. 2 a 3.

VYUŽITÍ MIKROCT V PATOLOGII

Technologie mikroCT, díky své schopnosti zobrazení tkání přibližně na hranici mezi makroskopickým a histologickým obrazem, nachází primární uplatnění v oblasti vývojové biologie a experimentálních studií na animálních modelech. Typicky je využívána například k detailní analýze morfologických odlišností u vyvíjejících se embryí. Širšího uplatnění se mikroCT dočkává také v kardiologickém a kardiochirurgickém výzkumu, například při detailním zkoumání distribuce, objemu a složení ateromových plátů či trombů. Ve studii od Karaginnidis E a spol. (9) byla technologie mikroCT využita k posouzení dopadu aspirace trombu na výsledky léčby pacientů se STEMI. Cílem této studie bylo objektivně kvantifikovat morfometrické a histopatologické charakteristiky extrahovaného trombotického materiálu, které byly dosud hodnoceny převážně subjektivně. Analýza zahrnovala měření objemu, denzity a podílu oblastí bohatých na trombocyty či erytrocyty. Získané mikroCT obrazy byly následně korelovány s histopatologickými nálezy. Výsledky ukázaly, že větší objem trombu a větší celková plocha jeho povrchu představují nezávislé prediktory vyššího rizika vzdálené embolizace, nižší úspěšnosti rekanalizace a častějšího výskytu angiograficky detekovatelného reziduálního trombu v cévě.

V oblasti anatomické patologie se aktuální studie zaměřují zejména na nádorovou problematiku, kde mikroCT nabízí možnosti detailní analýzy struktury a složení nádorových tkání:

Morfometrická analýza nádorů

Histopatologické vyšetření zůstává zlatým standardem v diagnostice nádorů. Role patologa zahrnuje nejen stanovení histologického typu nádoru a jeho stupně, ale také poskytování klíčových informací o jeho velikosti, hloubce invazivního růstu, postižení lymfatických a krevních cév, perineurální invazi, stavu resekčních okrajů a případném postižení lymfatických uzlin. Součástí hodnocení může být i analýza okolní nenádorové tkáně. Tradiční dvourozměrné hodnocení tkání však má své limity při posuzování komplexní trojrozměrné architektoniky nádoru a jeho vztahu k okolním strukturám. V tomto kontextu se mikroCT stává slibným nástrojem, například v plicní patologii, kde bylo provedeno mnoho studií ex vivo i in vivo, převážně tedy na zvířecích modelech (10). Studií zaměřených na lidskou medicínu je zatím méně. Nakamura S a spol. (11) se zabývali mikroCT analýzou deseti případů plicních adenokarcinomů (in situ, minimálně invazivních a převážně lepidicky a papilárně rostoucích lézí), které se na počítačové tomografii s vysokým rozlišením (HRCT) prezentovaly jako opacita mléčného skla (ground glass opacity; GGO). Autoři porovnávali tloušťku alveolárních sept v nádorových a nenádorových oblastech a výsledky korelovali s histopatologickými snímky. Zesílená septa na mikroCT dobře odpovídala přítomnosti lepidicky rostoucího adenokarcinomu a umožnila jejich jasné odlišení od nenádorové plicní tkáně. Cangir KA a spol. (12) se zaměřili na analýzu parafínových bloků od tří pacientů s plicními adenokarcinomy. Prokázali, že strukturální parametry tkáně v mikroCT obrazu jako je denzita, tloušťka a poréznost se mezi nádorovými a nenádorovými oblastmi významně liší. Ve výsledku se tak zdá, že ačkoli mikroCT zatím není schopné jednoznačně rozlišit mezi různými histologickými subtypy nádorů, spolehlivě odlišuje nádorové a nenádorové oblasti, což by mohlo vést k přesnějšímu odhadu rozsahu infiltrace, hloubky invaze a celkové velikosti nádoru a tím i významně zpřesnit TNM klasifikaci. MikroCT nachází uplatnění také při analýze nádorů mléčné žlázy. DiCorpo D a spol. (13) analyzovali 173 parciálních mastektomií a zjistili, že výsledky mikroCT korelují s histopatologickými nálezy v hodnocení velikosti a tvaru nádorových ložisek. MikroCT se navíc ukázalo jako vhodný nástroj pro odhalení multifokálních nádorových ložisek. Přesnost mikroCT však může záviset na histologickém typu nádoru. Například Sarraj WM a spol. (14) zjistili nízkou shodu mezi mikroCT a histopatologií u odhadu velikosti invazivního lobulárního karcinomu prsu, zatímco u duktálního karcinomu byla shoda vysoká. Ve štítné žláze se mikroCT ukázalo jako méně vhodné pro rozlišování mezi pseudopapilami a pravými papilami, nádorovou lymfangioinvazí a invazí do krevních cév či různými buněčnými typy v nádorech, jak demonstrovali Xu B a spol. (15). Tato omezení souhrnně poukazují na to, že využití mikroCT může být velmi specifické pro konkrétní tkáně a histologické typy nádorů.

Obrázek 3. Vybrané řezy stěnou tlustého střeva u lidského pacienta. MikroCT měření extrahované tkáně kontrastované pomocí jódu v 90% methanolu.

Peroperační posouzení stavu resekčních okrajů

Moderní medicína stále častěji odhaluje nádory ve velmi časných stádiích, což vede k nárůstu limitovaných resekčních výkonů, jako jsou sublobární plicní resekce či lumpektomie prsu. V těchto případech je přesné posouzení stavu resekčních okrajů klíčové. Tradiční dvourozměrné histopatologické vyšetření však často nestačí k úplnému zhodnocení celé resekční plochy. Výše zmíněná studie od DiCorpo D a spol. (13) na parciálních mastektomiích mimo jiné prokázala, že mikroCT dokáže spolehlivě zhodnotit celkovou postiženou resekční plochu u vzorků s pozitivním resekčním okrajem (pR1). Navíc dokázala odhalit i drobná ložiska pozitivních resekčních okrajů u případů, které byly histologicky hodnoceny jako negativní (pR0). Průměrná resekční plocha případů v jejich studii činila 45 cm², což odpovídá zhruba 20 milionům polí v mikroskopu o vysokém rozlišení (HPF). To jasně dokládá nemožnost komplexního posouzení celé plochy tradičním histopatologickým vyšetřením. Troschel FM a spol. (16) ve své studii analyzovali 22 benigních i maligních plicních lézí a zjistili, že mikroCT umožňuje přesnou lokalizaci lézí ve většině případů a poskytuje vysoce detailní morfometrická data. Vzdálenost nádoru k nejbližšímu resekčnímu okraji, určená pomocí mikroCT, vykazovala dobrou korelaci s výsledky histopatologického vyšetření. Důležitým zjištěním bylo, že vzorky po mikroCT analýze zůstaly plně vhodné pro následné histopatologické zpracování a kvalita histologických snímků nebyla nijak ovlivněna. MikroCT rovněž neinterferovalo s následnými molekulárními analýzami, což je zásadní s ohledem na potřebu využití získané tkáně pro diagnostické a prediktivní molekulárně-genetické testy. V oblasti plicní patologie může mikroCT přinést další přínos, a to při detekci šíření nádoru alveolárními prostory (Spread Through Air Spaces; STAS). STAS je dobře dokumentovaným nezávislým prediktorem horší prognózy u adenokarcinomů i dalších typů plicních karcinomů a pacienti se STAS mají vyšší riziko recidivy při limitovaných resekcích plic (17-20). Přítomnost STAS by proto mohla být peroperačně důležitým vodítkem pro chirurga při rozhodování o rozsahu resekčního výkonu. Jeho peroperační detekce ze zmrazeného materiálu je však extrémně náročná, a to jak kvůli obtížnému rozlišení mezi skutečným šířením a arteficiálním zavlečením nádoru, tak i z důvodu nutnosti vyšetření velkého množství tkáně. MikroCT by zde mohlo představovat významné zlepšení. V neposlední řadě je zapotřebí zmínit, že průměrná doba snímání ve výše zmíněných studiích od Troschel FM a spol. (16) a DiCorpo D a spol. (13) činila 13, respektive 8–10 minut. Studie od McClatchy DM a spol. (21) uvádí dokonce časy pod 4 minuty. Celková délka vyšetření je navíc flexibilní a lze ji upravit nastavením parametrů nebo snížením počtu skenů. MikroCT by tak mohlo představovat časově efektivní alternativu ke klasickým peroperačním biopsiím, aniž by zásadně prodlužovalo operační čas.

Analýza vzorků z endoskopických resekcí

Endoskopické resekční výkony se stávají stále populárnějšími mezi gastroenterology i chirurgy. Endoskopická submukózní disekce (ESD) představuje moderní techniku určenou k léčbě větších povrchových lézí trávicího traktu, které není možné odstranit en bloc pomocí endoskopické mukózní resekce (22). Tyto léze jsou následně patologem kompletně zpracovány na tenké lamely a podrobeny detailní histopatologické analýze. Hodnocení zahrnuje hloubku nádorové invaze, stav resekčních okrajů, přítomnost lymfovaskulární a perineurální invaze, a další proměnné s prediktivním významem, například disociaci nádorových buněk. Tento typ bioptického materiálu je ideální pro mikroCT analýzu a díky kompletnímu histologickému zpracování umožňuje přesné mikroCT-histologické korelace. Studie od Sakamoto H a spol. (23) zkoumala 9 vzorků ESD z různých oblastí trávicího traktu metodou mikroCT. Výsledky ukázaly, že mikroCT sice není optimální pro určení histologického typu nádoru, ale dokáže přesně posoudit celkovou velikost léze, hloubku invaze a stav laterálních resekčních okrajů a spodiny. Navíc předchozí kontrastování vzorků nijak nenarušilo kvalitu následných histologických preparátů.

Hodnocení metastáz v lymfatických uzlinách

Další potenciální využití mikroCT spočívá v detekci metastáz v lymfatických uzlinách. Studie na zvířecích modelech (24,25) naznačují významný přínos této metody, přičemž obdobné výsledky byly rekapitulovány i v humánní medicíně. Například studie od Xia CW a spol. (26) ukázala, že mikroCT spolehlivě detekuje metastázy v lymfatických uzlinách u dlaždicobuněčného karcinomu dutiny ústní. Výše zmíněná studie od Xu B a spol. (15) mimo jiné prokázala i schopnost mikroCT přesně hodnotit objem metastatických ložisek ve spádových uzlinách u pacientů s karcinomem štítné žlázy. Stejně tak i zmiňovaní Cangir KA a spol. (27) demonstrovali, že mikroCT analýza parafínových bloků obsahujících lymfatické uzliny u pacientů s plicními karcinomy dokáže efektivně odlišit regiony s metastatickým postižením od oblastí bez něj.

MIKROCT A 3D REKONSTRUKCE HISTOLOGICKÉHO OBRAZU

MikroCT tedy nabízí široké spektrum aplikací v biomedicínském výzkumu včetně patologie. Přestože současné technologické inovace přibližují rozlišení a úroveň kontrastu mikroCT obrazu k úrovni optické mikroskopie, zůstává otázkou, do jaké míry lze histologický obraz zachycený pomocí mikroCT přímo porovnat s klasickou optickou mikroskopií. Tím se otevírá i problematika aplikace stávajících analytických a diagnostických postupů klasické histopatologie na nálezy z mikroCT. Další limitací je monochromatický charakter mikroCT obrazu, který může komplikovat interpretaci tkáňových struktur. V reakci na tyto výzvy se v posledních letech objevují studie kombinující mikroCT s dalšími zobrazovacími metodami, zejména právě optickou mikroskopií. Jelikož dvourozměrný histologický řez nedokáže adekvátně reprezentovat komplexní trojrozměrnou strukturu tkáně, zaměřují se dané studie na korelaci mikroCT obrazu s virtuálními 3D rekonstrukcemi původně dvoudimenzionálních histologických řezů. Tento proces zahrnuje kompletní zpracování (vykrájení) parafínového bločku, digitalizaci a následnou virtuální rekonstrukci stovek až tisíců histologických řezů pomocí moderních digitálních technologií, například systému CODA (28). Výsledné virtuální 3D modely jsou následně integrovatelné s mikroCT obrazy, často s podporou pokročilých algoritmů strojového učení a umělé inteligence, které korigují tvarové a velikostní nesrovnalosti způsobené rozdíly mezi tomografickým a histologickým zobrazením. Příklad této kombinace přinesla studie od Kawata N a spol. (29), kteří analyzovali 18 resekčních vzorků fyziologické sliznice tlustého střeva a žaludku. Vzorky byly fixovány, zality do parafínových bloků a zpracovány standardní histopatologickou technikou. Tyto bločky byly nejprve analyzovány metodou mikroCT a poté byly kompletně prokrájeny, řezy obarveny hematoxylinem a eosinem, naskenovány a digitálně složeny do virtuálního 3D modelu. Autoři pomocí grafických softwarů jako jsou Dragonfly (Object Research Systems, Montreal, Canada) či VGStudio Max (Volume Graphics, Heidelberg, Germany) přenesli barevnou informaci z virtuálních histologických modelů na mikroCT obrazy. Výsledkem byl digitálně kolorovaný mikroCT obraz, plně odpovídající standardnímu histologickému obrazu v barvení hematoxylinem a eosinem. Jde tedy o slibnou technologii se značným potenciálem, její implementace do běžné klinické praxe však zůstává omezená kvůli vysokým nákladům, časové náročnosti, potřebě až absurdního množství lidské práce a množství analyzovaných dat. Přesto otevírá nové možnosti v podobě precizní 3D rekonstrukce mikroskopických histologických struktur, což umožňuje detailní analýzu složitých histopatologických změn, například architektoniky nádorů nebo větvení cévních a žlučových stromů. Takové analýzy lze následně doplnit morfometrickými daty (např. objem nádorové masy či denzita větvení) a využít nástrojů umělé inteligence k lepšímu pochopení patogeneze a zpřesnění predikce biologického chování těchto onemocnění. Například studie od Song AH a spol. (30) prokázala, že jejich unikátní prediktivní AI model TriPath lépe predikoval klinické výsledky u pacientů s karcinomem prostaty při volumometrické analýze 3D histopatologických obrazů v porovnání se standardní histopatologií.

DISKUZE

MikroCT je technologie, schopná zobrazit lidské tkáně na téměř histologické úrovni v trojrozměrném prostoru neinvazivním způsobem, a tím představuje atraktivní modalitu s velkým potenciálem pro biology a lékaře různých oborů, včetně patologie. V biomedicínském výzkumu je mikroCT nejčastěji využíváno ke studiu kostí a tvrdých tkání, kde díky vysokému kontrastu umožňuje detailní analýzu mikroarchitektury kostí a hodnocení jejich denzity při různých patologických stavech (31). Tato technologie nachází uplatnění například u vývojových biologů, stomatologů, maxilofaciálních chirurgů nebo ortopedů. V oblasti měkkých tkání je využití mikroCT zatím v rané fázi, avšak nabízí značný potenciál. Umožňuje detailní analýzu rozměrů, objemů a geometrie orgánů, morfometrických vlastností nádorů, větvení cévního řečiště či hodnocení dutých struktur, jako jsou žlučovody nebo bronchiální strom (32-34). Významný přínos mikroCT spočívá rovněž v hodnocení resekčních okrajů chirurgických resekátů u pacientů s malignitami a detailní analýze rozsahu nádorového postižení u multifokálních lézí. Tato metoda se ukazuje jako zvláště užitečná u nádorů prsu a plic, kde je běžně problémem složitá trojrozměrná topografie nádoru, multifokalita lézí nebo obtížné makroskopické odlišení nádoru od fibrózy či jiných nenádorových regresivních změn. MikroCT umožňuje lékařům přesné posouzení velikosti nádoru, jeho lokalizace a vztahu k resekčním okrajům bez narušení integrity resekátu. Široké uplatnění nachází mikroCT i v kardiovaskulární medicíně, například při výše zmíněném hodnocení objemu, tvaru a složení aterosklerotických plátů, analýze morfometrických vlastností aspirovaných trombů nebo při optimalizaci implantabilních zařízení, jako jsou stenty a okludéry (9, 35). Další možností využití je post mortem hodnocení orgánů vhodných k transplantaci, například plic (36). Implementace mikroCT umožňuje vytvářet také zcela nové a unikátní obrazové datové sady, které mohou být využity pro digitální analýzu a vývoj nástrojů umělé inteligence. Tyto nástroje mohou sloužit ke komplexní segmentační analýze obrazu, detailní morfometrické analýze jednotlivých struktur nebo k identifikaci skrytých vzorců s potenciálním klinickým významem. Zvláštní kapitolu tvoří korelace nálezů z mikroCT s 3D rekonstrukcemi digitalizovaných histologických snímků, což otevírá možnosti pro trénování algoritmů umělé inteligence schopných rozpoznávat histologické proměnné na mikroCT snímcích stejně přesně jako na klasických histologických preparátech (37,38). K vizualizaci a analýze dat z mikroCT je v současnosti již k dispozici řada softwarových řešení, včetně komerčních i open-source platforem, jako je například 3D Slicer (39), který usnadňuje práci s trojrozměrnými daty a podporuje jejich další výzkumné využití.

Je však nezbytné zmínit, že využití mikroCT v patologii nadále čelí zásadním omezením, která komplikují jeho širší uplatnění, a zejména znemožňují aplikaci této technologie in vivo. Mezi hlavní limitace patří vysoká radiační zátěž a nízký kontrast měkkých tkání, jenž je v současnosti řešen nutností aplikace kontrastních látek na vzorky. Přesto se objevují nové strategie a protokoly pro snímání obrazů i inovativní barvicí metody, které by mohly tyto limity v budoucnu významně redukovat nebo zcela eliminovat (40,41). Významnou roli hraje také neustálé zdokonalování hardwaru, které umožňuje dosahovat lepšího rozlišení při kratší expoziční době, což by mohlo snížit i celkovou radiační dávku. Další výzvou je monochromatičnost obrazu, protože technologie mikroCT nezachovává přirozené barvy vzorku. Tento aspekt je klíčový například ve vývojové biologii a taxonomii, kde barvy slouží k identifikaci různých živočišných druhů nebo indikují reakce organismů na environmentální stres (42,43). V patologii monochromatické snímky postrádají barevné rozlišení jednotlivých buněčných komponent, které je standardem u tradiční histologie. Budoucí výzkum zaměřený na větší počet skenovaných vzorků může posílit klinickou orientaci mikroCT a zvýšit jeho hodnotu v humánní patologii. Tím by se otevřela cesta k jeho rutinnímu využití, včetně vývoje zařízení pro počítačem asistovanou detekci a diagnostiku, identifikaci nových radiologických biomarkerů a jejich kvantitativní analýzu. Je rovněž nezbytné provést studie, které se zaměří na klinickou užitečnost mikroCT a praktické aspekty jeho implementace. Tyto studie by měly zkoumat například časy potřebné pro zpracování a skenování vzorků, požadavky na výpočetní výkon pro analýzu digitálních obrazů, potřebné úpravy laboratorních pracovních postupů a otázky financování těchto procedur. Další ryze praktickou překážkou je fyzická velikost mikroCT zařízení. Tento problém by mohly do budoucna řešit přenosné mikroCT jednotky, pokud dojde k významnému zlepšení jejich výkonu, zejména v oblasti rozlišení. Kombinace mikroCT s jinými zobrazovacími modalitami, jako je spektrální mikroskopie, fluorescence nebo mikroskopie s fázovým kontrastem, by dále mohla přinést unikátní poznatky o funkci tkání a orgánů (44).