Arvutinägemise süsteem analüüsib rakke automaatselt

Madridi Universidad Carlos III (UC3M) teadlaste välja töötatud uus arvutinägemissüsteem võimaldab mikroskoopia abil jäädvustatud biomeditsiiniliste videote automaatset analüüsi. Süsteem iseloomustab ja kirjeldab piltidel olevate rakkude käitumist. 

Äsja väljatöötatud tehnikat on kasutatud eluskudede mõõtmiseks, mille tegid riikliku kardiovaskulaarsete uuringute keskuse teadlased. Selle uuringu käigus avastas meeskond, et neutrofiilid, mis on teatud tüüpi immuunrakud, näitavad põletikuliste protsesside ajal veres erinevat käitumist. Lisaks leidsid nad, et üks protsessidest on seotud südame-veresoonkonna haigustega. 

Uuring avaldati ajakirjas loodus.

Võimaldab uusi ravimeetodeid

Need arengud võivad võimaldada uusi ravimeetodeid südameatakkide mõju minimeerimiseks. 

Professor Fernando Díaz de María on UC3M Multimedia Processing Groupi juht ja üks uurimistöö autoreid. 

"Meie panus seisneb arvutinägemistehnikatel põhineva täisautomaatse süsteemi väljatöötamises ja väljatöötamises, mis võimaldab meil iseloomustada uuritavaid rakke, analüüsides bioloogide videoid, mis on jäädvustatud intravitaalse mikroskoopia tehnika abil," ütleb María.

Kui traditsioonilisi bioloogilisi uuringuid toetavad sageli mõnesaja käsitsi iseloomustatud raku analüüsid, siis uues uuringus mõõdeti automaatset kuju, suurust, liikumist ja asendit mõne tuhande raku veresoone suhtes. See võimaldab viia lõpule täiustatud bioloogilise analüüsi, millel on suurem statistiline tähtsus. 

Uue süsteemi eelised

Teadlaste sõnul on uuel süsteemil mitmeid eeliseid nii aja kui ka täpsuse osas. 

Ivan González Díaz on UC3M signaaliteooria ja kommunikatsiooni osakonna dotsent. Ta on ka üks uurimisrühma liikmetest.

"Ei ole võimalik hoida ekspertide bioloogi, kes segmenteerib ja jälgib rakke mitu kuud videol. Teisest küljest, et anda ligikaudne ettekujutus (kuna see sõltub lahtrite arvust ja 3D-mahu sügavusest), kulub meie süsteemil 15-minutilise video analüüsimiseks vaid 5 minutit, ”ütleb Díaz.

Meeskond tugines rakkude segmenteerimiseks ja tuvastamiseks sügavatele närvivõrkudele. Süsteemi uues kontekstis juurutamiseks pidi meeskond looma palju koolitusnäiteid ning süsteem pidi hõlmama mitmesuguseid muid statistilisi tehnikaid ja geomeetrilisi mudeleid. 

Süsteem nõuab mitmekülgset tarkvara, mida saab kohandada muude probleemidega. 

Miguel Molina Moreno on veel üks uurijatest.

"Tegelikult rakendame seda juba teistes erinevates stsenaariumides, uurides T-rakkude ja dendriitrakkude immunoloogilist käitumist vähikudedes. Ja esialgsed tulemused on paljulubavad, ”ütleb Moreno.