A study of the automation of cytodiagnosis

Abstract

Clinical cytology is an important diagnostic procedure in the early detection of cancer. However, both the scarcity of cytologists and the time-consuming nature of the examination are hindering its application to mass survey. To alleviate this situation, a prototype apparatus was constructed so that the determination of malignancy could be made automatically. A spot of light is thrown upon a specimen. Scanning is performed over 10,000 cell nuclei. Optical density modulated by the nucleus is fed into a computer, which recognizes an individual nucleus as a single nucleus, classifies it into five area-levels, and totals the number of nuclei in each class. All the steps including the mechanical operation are completely automated. Preliminary tests revealed satisfactory results on the preparation made from Ehrlich's ascitic cell tumour. Because the installed computer has other several potentialities for yielding available criteria, the decision-making procedure should finally be worked out by a composite criteria.

Sommaire

Le diagnostic cytologique clinique est un élément important dans la détection précoce du cancer. Toutefois la pénurie de cytologistes et le temps pris par ces examens empêchent leur généralisation. Pour remédier à cette situation, on a réalisé un prototype d'appareil qui permet la détection automatique de la tumeur. Un spot lumineux est dirigé sur le spécimen; on effectue un balayage sur environ 10000 noyaux de cellules. La densité optique modulée par le noyau est introduite dans le calculateur qui est susceptible de contrôler l'unicité de chacun des noyaux, de les classer parmi cinq catégories, et de totaliser le nombre de noyaux par catégorie. Toutes les opérations y compris les manipulations d'échantillons, sont complètement automatisées. Des tests préliminaires révèlent des résultats satisfaisants sur les préparations faites à partir des tumeurs à cellules ascitiques d'Ehrlich. Du fait que le calculateur dispose de bien d'autres possibilités, le diagnostic peut finalement être établi à partir de critères composites.

Zusammenfassung

Die klinische Zytologie ist eine wichtige diagnostische Disziplin zur Krebsfrüherkennung. Eine weitgehende Anwendung wird jedoch durch die geringe Zahl von Zytologen und durch die zeitraubende Untersuchungstechnik verhindert. Um diese Situation zu verbessern, wurde ein Prototypapparat konstruiert, der die Malignität automatisch bestimmen soll. Auf die Probe wird ein Lichtfleck geworfen. 10000 Zellkerne werden überstrichen. Die vom Kern modulierte optische Dichte wird in einen Rechner gefüttert, welcher einen einzelnen Kern als solchen erkennt und in fünf Flächenklassen einteilt; die Zahl der Kerne in jeder Klasse wird summiert. Alle Vorgänge, auch das mechanische Verfahren, verlaufen vollständig automatisch. Vorläufige Untersuchungen ergaben zufriedenstellende Ergebnisse an einer Präparation von Ehrlich-Aszites-Tumorzellen. Da der installierte Rechner verschiedene andere Möglichkeiten zum Erhalten verfügbarer Kriterien besitzt, sollte das Entscheidungsverfahren schließlich mit verschiedenen Kriterien durchgeführt werden.