Zytogenetik, Onkologie und Zellbiologie

  • Zytogenetik
  • Hämatologie
  • Klinische Onkologie
  • Immunologie
  • Detektion seltener Zellen

Ärzte, die die Verantwortung für zytogenetische und onkologische Labors tragen, sind häufig hin- und hergerissen zwischen der Verantwortung für den Patienten auf der einen Seite und den stetig steigenden Fallzahlen und Kosten auf der anderen Seite. Durch Automatisierung der langwierigen, aber dennoch für die Befundung wesentlichen Bildauswertung bietet MetaSystems Lösungen an, Zeit- und Kostendruck zu reduzieren und trotz erheblich reduzierter Bearbeitungszeiten Qualitätsstandards einzuhalten oder sogar zu verbessern.

Zytogenetik

Daten, die für klinische Befunde benötigt werden, stammen häufig aus sehr unterschiedlichen Quellen. Patientendaten zum Beispiel kommen möglicherweise von einem zentralen Datenverwaltungssystem eines Krankenhauses, die Proben selbst werden im Labor bearbeitet und werden in der Regel mit Strichcodes markiert, und Bilder werden entweder per Hand aufgenommen oder zentral und automatisiert erzeugt. Darüber hinaus gibt es möglicherweise noch andere, externe Dokumente, die ebenfalls zusammen mit den anderen Daten gespeichert werden müssen.

Neon wurde entworfen, um alle diese unterschiedlichen Daten zu integrieren, zu organisieren und dem Anwender die Möglichkeit zu geben, mit Hilfe von entsprechenden Werkzeugen manuell oder automatisch erzeugte Analyseergebnisse hinzuzufügen. Deshalb bietet Neon eine komplett neue Möglichkeit der Organistation von Arbeitsabläufen im Labor an. Neon verwendet ein innovatives, extrem sicheres Dateiformat und organisiert Information auf eine sehr effiziente und zudem flexible Art und Weise. Neon-Anwender haben jederzeit problemlosen Zugang zu exakten Details über den Status eines Falles, die Bearbeitungsgeschichte von Bildern, Analyseergebnisse und vieles mehr. Datenim- und export, selbst unter Verwendung angepasster Datenfelder, sowie globale, applikationsübergreifende Reportschnittstellen erleichtern die tägliche Arbeit mit großen Datenbeständen.

Automatische Bildbearbeitung ist eine der Kernkompetenzen von MetaSystems. Metafer, die weltweit geschätzte vollautomatische Scanning-Plattform, ist eine Erweiterung von Neon. Das Metafer MSearch-Modul kann automatisch Metaphasen finden und von ihnen hochaufgelöste Bilder aufnehmen, ohne dass ein Anwender eingreifen muss. Die Bilder können dann auf allen Bildschirmarbeitsplätzen, auf denen die Ikaros Karyotypisiersoftware läuft, geöffnet und bearbeitet werden.

Ikaros kann Metaphasenbilder verarbeiten, welche von Metafer automatisch aufgenommen wurden. Der optimierte Bildschirmaufbau erlaubt hierbei ungewöhnlich schnelles und effizientes Arbeiten in der Routine. Ikaros arbeitet mit jeder Bänderungsmethode (auch mit Fluoreszenz), und es kann mit Chromosomen beliebiger, nicht-menschlicher Arten umgehen. Kleinere Labors können Ikaros übrigens auch als unabhängiges System mit eigener MetaSystems CoolCube-Kamera verwenden.

Das Fluoreszenzaufnahmesystem Isis ist als Ergänzung zu Neon die perfekte Lösung für farbige Fluoreszenzaufnahmen (etwa von FISH-Hybridisierungen). Isis kann bis zu 12 Farbkanäle aufnehmen oder Bilder verarbeiten, die zuvor von Metafer automatisch generiert wurden. Bilder können in Isis sehr einfach verbessert, bearbeitet und auf verschiedene Weise dargestellt werden. Isis kann ausserdem mFISH- und mBAND-Bilder, CGH und Telomersignale analysieren.

Clone/Colony Detection in Prenatal Cytogenetics, (68.4kB)

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Hämatologie

Mit Hilfe ausgefeilter Algorithmen für die Bildanalyse kann die Metafer Slidescanning-Plattform mit dem Modul für die FISH-Signalerkennung volkommen automatisch Fluoreszenzsignale finden, zählen und analysieren. Dabei ist Metafer zwar unabhängig von der Art verwendeter Färbungen, aber doch besonders gut abgestimmt auf das Portfolio an FISH-Sonden unserer Partnerfirma MetaSystems Probes. Spezielle Smart Scanning-Strategien garantieren einen schnellen und robusten Analysevorgang, etwa mittels der Optimierung des Scanvorgangs auf der Basis der Zelldichte auf dem Präparat. Da das System auch mit erweiterten Suchprotokollen gefahren werden kann, ist es auch möglich, externe Datenbanken (LIMS) zur Fernsteuerung zu verwenden. Alle Ergebnisse sind am Ende der automatischen Suche auf einen Blick sichtbar: jeder ausgewertete Zellkern erscheint in einer einfach zu bedienenden Galerie zusammen mit seinen individiellen Auswerteergebnissen, während die Gesamtauswertung, etwa in Form der Anteile bestimmter Signalmuster an der gesamten Zellpopulation, in übersichtlichen Grafiken und Tabellen dargestellt werden kann.

Die neue, hocheffiziente RapidScore-Methode kombiniert zum ersten Mal etablierte Strategien manueller Auswertung mit den Vorteilen vollautomatischer Bildanalyse. RapidScoring erlaubt es dem Anwender, bereits automatisch vom System vorklassifizierte Zellen oder Zellkerne schnell und einfach zu überprüfen und, wenn nötig, mit nur einer Taste das Ergebnis anzupassen. Hierzu gibt es optional auch eine spezielles RapidScoring-Minitastatur, deren Tasten schon mit den meistbenötigten Zellklassen belegt sind. Neue Klassen können interaktiv zu jedem Zeitpunk definiert und den Ergebnislisten hinzugefügt werden. Zusammenfassende Diagramme werden während der Auswertung automatisch und in Echtzeit aktualisert, so dass der Anwender stets den Überblick über die gesamte Auswertung behält. Das System bietet auch die Möglichkeit, mehrere Auswerter im Rahmen einer Blindstudie unabhängig voneinander auswerten zu lassen.

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Klinische Onkologie

Die Produkte von MetaSystems sind perfekt darauf vorbereitet, automatisch FISH-Signale in Gewebeschnitten auszuwerten. Somit ergänzen sie die speziell auf Gewebeschnitte spezialisierten FISH-Sonden unserer Partnerfirma MetaSystems Probes. Die vielen Werkzeuge unter der Haube der Metafer Slidescanning-Plattform erlauben die Erstellung extrem fortgeschrittener und flexibler Arbeitsabläufe (Smart Scanning), die sich auch auf bestimmte, automatisch oder manuell selektierte Gewebeabschnitte beziehen können:

  1. Ihr LIMS erzeugt ein sogenanntes Search Information File (SIF) und sendet dieses an das Metafer-System. Ein SIF ist eine einfache Textdatei mit Arbeitsanweisungen für Metafer.
  2. Metafer erzeugt ein Übersichtsbild des Gewebeschnitts, zum Beispiel von einem H&E-gefärbten Präparat. Das so entstandene Bild wird über das Netzwerk oder sogar per Internet an einen oder mehrere Pathologen geschickt.
  3. Die Pathologen selektieren am Bildschirm Regionen für die Auswertung und schicken diese zurück ans Labor.
  4. Metafer passt die selektierten Regionen an das DAPI-Bild eines Schnitts von demselben Block an, der bereits mit FISH-Proben gefärbt wurde.
  5. Alle Farbkanäle der Signale werden innerhalb der selektrierten Regionen mit mehreren Fokusebenen und mit hoher Vergrößerung aufgenommen.
  6. Die so entstandenen Bilder werden über das Netz den Auswertestationen zur Verfügung gestellt. Hierbei werden die Zellen automatisch vorsegmentiert, soweit der Zustand des Gewebes dies zuläßt.
  7. In der speziellen Umgebung von Metafer für Gewebe-FISH-Auswertung sucht der Auswerter die gewünschten Zielzellen mit der Maus aus. Mit diesem Schritt werden die Zellen vollautomatisch ausgewertet. Auswerteergebnisse werden in sich immer wieder aktualisierenden Grafiken und Tabellen sofort dargestellt.
  8. Mit Abschluss der Auswertung werden die Ergebnisse automatisch an die externe Datenbank geschickt oder in Form von anpassbaren Berichten zusammengefasst.
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Immunologie

Autoimmunkrankheiten werden von abnormalen Antworten des Immunsystems auf körpereigene Substanzen hervorgerufen. Dieser Vorgang kann entzündliche Reaktionen bis hin zu schweren Organschäden zur Konsequenz haben. Auto-Antikörper können im Blutserum der betroffenen Patienten gefunden werden. Ihr Vorhandensein ist signifikant für die Untersuchung von Auoimmunkrankheiten in der vorklinischen Phase, weshalb sie häufig in Studien verwendet werden, bei denen es um die Identifikation möglicherweise betroffener Personen geht.

Die Scanning-Plattform Metafer kann fluoreszente Autoimmunpräparate routinemäßig und hochgradig reproduzierbar auswerten. Hierbei helfen garantiert konstante Lichtverhältnisse aufgrund der verwendeten LED-Beleuchtungseinheit, Metafers Flexibilität im Hinblick auf die Auswertung von Mehrfelder-Präparaten für den Hochdurchsatz sowie besonders mächtige Bildauswertungsalgorithmen. Metafers ungeschlagene Geschwindigkeit ermöglicht es, ganze Präparate in nur wenigen Minuten zu digitalisieren. Bidirektionale Kommunikation mit externer Middleware oder Laborinformations-Systemen (LIMS) sowie das Konzent der Search Information Files (SIF), die ganze Arbeitsabläufe kodieren können, garantiert die problemlose Integration in bereits vorhandene Abläufe.

Die Durchsicht der Zellmuster am Bildschirm ist schnell und einfach dank der besonderen Auswerteparameter von Metafer. Eine Galerie mit Ergebnisbildern, das präzise Wiederfinden einzelner Objekte unter dem Mikroskop sowie eine umfassende und übersichtliche Zusammenfassung der Daten garantieren stets vollen Überblick über die Ergebnisse.

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Zirkulierende Tumorzellen

Zirkulierende Tumorzellen im Blut von Patienten (circulating tumor cells; CTCs) stammen von primären Tumoren ab, wurden in die Blutbahn oder das Lymphsystem abgegeben und zirkulieren mit dem Kreislauf innerhalb des Körpers. Sie werden als die Ursache sekundärer Tumore oder Metastasen angesehen.

Klinische Relevanz von CTCs liegt daher in der Prognoseerstellung, in der Vorhersage von Überlebenswahrscheinlichkeiten, im Überwachen von Therapieerfolgen sowie in der Beobachtung von Medikamentenresistenzen in Echtzeit.

Heutzutage sind einige bekannte Methoden der Isolierung und Anreicherung von CTCs aus peripherem Blut bekannt. Selbst in angereicherten Proben findet sich jedoch ein so geringer Anteil an CTCs, dass eine manuelle Detektion und Auswertung von diesen Zellen viele Stunden dauern kann. Dies macht die Anwendung dieses Endpunkts im Rahmen von Routinetests nahezu unmöglich.

Metafer mit seiner Möglichkeit, verschiedene Auswertestrategien in einem einzelnen Ablauf zu kombinieren, bietet die Möglichkeit, dieses Hindernis zu überwinden. Eine typische Analyse eines CTC-Präparates mit Metafer dauert deutlich weniger als eine Stunde und kann unter Berücksichtigung gleich mehrerer relevanter Marker durchgeführt werden:

  1. DAPI zur Erfassung morphologischer Kriterien, etwa zur Vorauswahl von Kandidatenzellen auf Basis der Größe und der Form,
  2. Epitheliale Marker wie etwa EpCAM, CK8, CK18, CK19,
  3. Mesenchymale Marker wie Vimentin und Twist,
  4. Zentromer-FISH-Signale, mittels derer Aneuploidien identifiziert werden können.

Die vielen Möglichkeiten zum Selektieren, Sortieren und Beurteilen der Zellpopulation nach einer Metafer-Suche erlauben in kürzester Zeit eine Bestätigung der Ergebnisse und zudem die komplette Dokumentation eines jeden Falls.

Metafer CTC-Application, (313.8kB)

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Downloads

  • Cytogenetic Workflows, (4.6MB)
  • SE-iFISH Detection of Circulating Tumor Cells, (1.5MB)
  • Ikaros DNN, (5.3MB)
  • CoolCube 4 and CoolCube 4 TEC CMOS Cameras, (1.4MB)
  • [email protected], (725.0kB)
  • CoolCube 1 CCD Camera, (1.4MB)
  • Neon, (3.4MB)
  • Clone/Colony Detection in Prenatal Cytogenetics, (68.4kB)
  • Rapid Score, (397.4kB)
  • Metafer CTC-Application, (313.8kB)
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    Metafer

    Automatische Bildaufnahme- und Analyseplattform

    Ikaros

    Karyotypisierungs-Plattform

    Isis

    Plattform für Fluoreszenz-Bilder

    Metaphasen abbilden

    Metaphasen finden und Bilder aufnehmen

    Signalanalyse

    RapidScore: Automatisiertes Zählen von FISH-Signalen

    Gewebe und Schnitte

    Präparate digitalisieren, analysieren und teilen

    Rare Events

    Nachweis seltener Zellen

    Comet Assay / Foci

    Einzelzell-basierte Analyse von DNA-Schäden

    Multicolor-FISH

    Chromosomenanalysen mit Isis

    DNA-Analyse

    CGH und Telomerlängen-Messung

    Hoher Durchsatz

    Skalierbare Lösungen für große Laboratorien

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