컴퓨터 비전 시스템이 세포를 자동으로 분석한다

마드리드 카를로스 3세 대학(UC3M)의 연구자들이 개발한 새로운 컴퓨터 비전 시스템은 현미경으로 캡처한 생물학적 비디오를 자동으로 분석할 수 있다. 이 시스템은 이미지中的 세포의 행동을 특성화하고 설명한다.

새로 개발된 기술은 국립 심장 연구 센터의 과학자들이 생체 조직에 대한 측정을 위해 사용했다. 이 연구를 통해 팀은 중성球세포라는 유형의 면역 세포가 염증 과정 중에 혈액에서 다른 행동을 보인다는 것을 발견했다. 또한 그들은 이 과정 중 하나가 심장 질환과 관련이 있음을 발견했다.

이 연구는 네이처 저널에 발표되었다.

새로운 치료법을 가능하게 한다

이 개발은 심장 마비의 영향을 최소화하는 새로운 치료법을 가능하게 할 수 있다.

페르난도 디아즈 데 마리아 교수는 UC3M 멀티미디어 처리 그룹의 책임자이자 연구의 공동 저자이다.

“우리의 기여는 전적으로 자동화된 시스템의 설계와 개발에 있다. 컴퓨터 비전 기술을 기반으로 하여 생물학자들이 사용하는 현미경 기술로 캡처한 비디오를 분석하여 연구하는 세포를 특성화할 수 있다”고 마리아는 말했다.

전통적인 생물학적 연구는 수백 개의 수동으로 특성화된 세포의 분석을 기반으로 하는 반면, 새로운 연구는 수천 개의 세포의 형태, 크기, 운동 및 혈관에 대한 상대적 위치를 자동으로 측정했다. 이것은 더 높은 통계적 의미를 가진 고급 생물학적 분석을 가능하게 한다.

새 시스템의 장점

연구자들은 새로운 시스템이 시간과 정밀도 측면에서 여러 가지 장점이 있다고 말했다.

이반 곤살레스 디아즈는 UC3M의 신호 이론 및 통신 부서의 부교수이며 연구 팀의 일원이다.

“전문가 생물학자가 비디오에서 세포를 분할하고 추적하는 것은 몇 개월 동안 지속할 수 없다.另一方面, 우리의 시스템은 5분짜리 비디오를 분석하는 데 15분밖에 걸리지 않는다”고 디아즈는 말했다.

팀은 세포 분할과 검출을 위해 깊은 신경망을 사용했다. 시스템을 새로운 상황에 배치하기 위해 팀은 많은 훈련 예제를 생성해야 했으며, 시스템은 다양한 통계적 기술과 기하학적 모델을 통합해야 했다.

시스템은 다른 문제에 적용할 수 있는 다재다능한 소프트웨어를 필요로 한다.

미구엘 몰리나 모레노는 또 다른 연구자이다.

“실제로 우리는 이미 다른 시나리오에서 이를 적용하고 있으며, 암성 조직中的 T 세포와樹突狀 세포의 면역학적 행동을 연구하고 있다. 그리고 예비 결과는 유망하다”고 모레노는 말했다.