Salud
Sistema de Visión por Computadora Analiza Células de Forma Automática
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Un nuevo sistema de visión por computadora desarrollado por investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) permite el análisis automático de videos biomédicos capturados por microscopía. El sistema caracteriza y describe el comportamiento de las células en las imágenes.
La técnica recientemente desarrollada se ha utilizado para mediciones en tejidos vivos, que fue realizada por científicos del Centro Nacional de Investigación Cardiovascular. A través de esta investigación, el equipo descubrió que los neutrófilos, que son un tipo de célula inmune, demuestran diferentes comportamientos en la sangre durante los procesos inflamatorios. Además, encontraron que uno de los procesos está asociado con la enfermedad cardiovascular.
La investigación se publicó en la revista Nature.
Permite Nuevos Tratamientos
Estos desarrollos podrían permitir nuevos tratamientos para minimizar el impacto de los ataques al corazón.
El profesor Fernando Díaz de María es el jefe del Grupo de Procesamiento de Multimedia de la UC3M y uno de los autores de la investigación.
“Nuestra contribución consiste en el diseño y desarrollo de un sistema completamente automático, basado en técnicas de visión por computadora, que nos permite caracterizar las células bajo estudio analizando videos capturados por biólogos utilizando la técnica de microscopía intravital”, dice María.
Mientras que los estudios biológicos tradicionales a menudo están respaldados por análisis de unas pocas centenas de células caracterizadas manualmente, el nuevo estudio involucró mediciones automáticas de la forma, tamaño, movimientos y posición relativa al vaso sanguíneo de unas pocas miles de células. Esto hace posible completar análisis biológicos avanzados que tienen una mayor significación estadística.
Ventajas del Nuevo Sistema
Los investigadores dicen que el nuevo sistema tiene varias ventajas en cuanto a tiempo y precisión.
Ivan González Díaz es profesor asociado en el Departamento de Teoría de Señales y Comunicaciones de la UC3M. También es uno de los miembros del equipo de investigación.
“No es factible que un biólogo experto segmente y siga células en video durante meses. Por otro lado, para dar una idea aproximada (porque depende del número de células y la profundidad del volumen 3D), nuestro sistema solo tarda 15 minutos en analizar un video de 5 minutos”, dice Díaz.
El equipo se basó en redes neuronales profundas para la segmentación y detección de células. Para implementar el sistema en el nuevo contexto, el equipo tuvo que generar muchos ejemplos de entrenamiento, y el sistema tuvo que incorporar varias técnicas estadísticas y modelos geométricos.
El sistema requiere un software versátil que pueda adaptarse a otros problemas.
Miguel Molina Moreno es otro de los investigadores.
“De hecho, ya lo estamos aplicando en otros escenarios diferentes, estudiando el comportamiento inmunológico de las células T y las células dendríticas en tejidos cancerosos. Y los resultados provisionales son prometedores”, dice Moreno.
