Sistem Visi Komputer Otomatis Menganalisis Sel

Sistem visi komputer baru yang dikembangkan oleh peneliti di Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) memungkinkan analisis otomatis video biomedis yang diambil oleh mikroskop. Sistem ini mengkarakterisasi dan menggambarkan perilaku sel dalam gambar.

Teknik baru yang dikembangkan telah digunakan untuk pengukuran pada jaringan hidup, yang dilakukan oleh ilmuwan di Pusat Penelitian Kardiovaskuler Nasional. Melalui penelitian ini, tim menemukan bahwa neutrofil, yaitu jenis sel imun, menunjukkan perilaku yang berbeda dalam darah selama proses peradangan. Selain itu, mereka menemukan bahwa salah satu proses tersebut terkait dengan penyakit kardiovaskuler.

Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature.

Mengaktifkan Pengobatan Baru

Pengembangan ini dapat memungkinkan pengobatan baru untuk meminimalkan dampak serangan jantung.

Profesor Fernando Díaz de María adalah kepala Kelompok Pengolahan Multimedia UC3M dan salah satu penulis penelitian.

“Kontribusi kami terdiri dari desain dan pengembangan sistem yang sepenuhnya otomatis, berbasis pada teknik visi komputer, yang memungkinkan kami untuk mengkarakterisasi sel yang dipelajari dengan menganalisis video yang diambil oleh ahli biologi menggunakan teknik mikroskopi intravital,” kata María.

Sementara studi biologi tradisional sering didukung oleh analisis beberapa ratus sel yang dikarakterisasi secara manual, penelitian baru ini melibatkan pengukuran otomatis bentuk, ukuran, gerakan, dan posisi relatif terhadap pembuluh darah dari beberapa ribu sel. Ini memungkinkan analisis biologi lanjutan yang memiliki signifikansi statistik yang lebih besar.

Kelebihan Sistem Baru

Peneliti mengatakan bahwa sistem baru memiliki beberapa kelebihan dalam hal waktu dan presisi.

Ivan González Díaz adalah Asisten Profesor di Departemen Teori Sinyal dan Komunikasi di UC3M. Ia juga salah satu anggota tim penelitian.

“Tidak mungkin bagi seorang ahli biologi untuk terus menganalisis dan melacak sel pada video selama berbulan-bulan. Di sisi lain, untuk memberikan gambaran yang kasar (karena tergantung pada jumlah sel dan kedalaman volume 3D), sistem kami hanya membutuhkan 15 menit untuk menganalisis video 5 menit,” kata Díaz.

Tim menggunakan jaringan saraf dalam untuk segmentasi dan deteksi sel. Untuk menerapkan sistem dalam konteks baru, tim harus menghasilkan banyak contoh pelatihan, dan sistem harus mengintegrasikan berbagai teknik statistik dan model geometris lainnya.

Sistem ini memerlukan perangkat lunak yang dapat disesuaikan dengan masalah lain.

Miguel Molina Moreno adalah salah satu peneliti lainnya.

“Sebenarnya, kami sudah menerapkan sistem ini dalam skenario yang berbeda, mempelajari perilaku imunologi sel T dan sel dendritik dalam jaringan kanker. Dan hasil sementara sangat menjanjikan,” kata Moreno.