Устройство ученых Пермского Политеха сможет автоматически выявлять онкопатологии — Naked Science
7 минут
ПНИПУ

Устройство ученых Пермского Политеха сможет автоматически выявлять онкопатологии

4.8

Ученые из Пермского Политеха создали проект устройства для автоматического гистологического анализа. Разработка позволит оперативно выявлять клеточные патологии, в том числе онкопатологии, у человека и животных. В перспективе действия, которые сейчас выполняют несколько лаборантов, аппарат сможет производить быстрее и дешевле. Исследователи провели серию экспериментов, которые показали точность распознавания заболеваний до 92 процентов.

Гипертрофия миоцитов мышечной оболочки артерии плаценты коровы (400-кратное увеличение) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Кроме ученых Пермского Политеха, в проекте приняли участие разработчики из Пермского ГАТУ и Пермского института ФСИН России. Результаты работы научная группа опубликовала в сборнике IOP Conference Series: Earth and Environmental Science и Journal of Physics: Conference Series

«Структурные изменения в тканях клетки, обнаруженные с помощью гистологического анализа, дают точную картину о заболевании человека. Сейчас этот процесс достаточно длителен, в работу вовлечены несколько специалистов, которые проводят исследования вручную. Цель нашей разработки – автоматизировать процедуру гистологического анализа для ускорения распознавания болезней.

Гистологический снимок мягкой мозговой оболочки крысы, поврежденной хламидийной инфекцией (400-кратное увеличение) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Модуль поддержки принятия решений сможет максимально исключить человеческий фактор и повысить точность анализов. Кроме того, наше устройство поможет снизить нагрузку на медицинский персонал», – рассказывает профессор кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Сергей Костарев.

Децидуальные клетки плаценты коровы с крупными гиперхромными ядрами и вакуолизированной цитоплазмой (400-кратное увеличение) / ©Пресс-служба ПНИПУ

По словам ученых, морфоструктурные изменения в клетках имеют древообразную структуру, что дает возможность в автоматическом режиме определить индикаторы патологий. Процесс исследования начинается с загрузки образцов материала в аппарат, подготовки гистологического препарата и их сканирования.

Построение и обучение нейронной сети / ©Пресс-служба ПНИПУ

Затем специально разработанные компьютерные алгоритмы обрабатывают полученное изображение. Устройство с помощью нейронных сетей «расшифровывает» его, находя индикаторы разрушения тканей, которые характеризуют различные патологические процессы.

Увеличение размеров клеток, вакуолизация цитоплазмы, гиперхромность ядер плаценты коровы (400-кратное увеличение) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Для разработки автоматизированной системы ученые предложили использовать теорию конечных автоматов, в частности, автомат Мили. Они привели расчеты для патологии структурных изменений в тканях и кодировку необходимых индикаторов. Методику автоматизированного определения диагноза исследователи разработали на основе анализа индикаторов патологий. Ученые также провели имитационное моделирование по определению этих показателей. Программу для проектируемого прибора они создали с помощью CX-One для программируемого логического контроллера Omron.

Проект экрана прибора оператора-гистолога / ©Пресс-служба ПНИПУ

«Мы провели серию экспериментов по распознаванию клеточных патологий, результаты которых оценил лаборант-гистолог. В процессе мы использовали систему гистологической проводки – гистологический процессор Leica, ротационный микротом ThermoScientific НМ 325 и другое оборудование. Результаты показали, что аппарат сможет достичь достаточно высоких показателей точности – от 82 до 92 процентов. Наше устройство в перспективе позволит выявлять различные виды патологий: от дистрофии до онкозаболеваний», – поясняет Сергей Костарев.

Индикаторы патологий / ©Пресс-служба ПНИПУ

Конечная цель ученых – создать «робота-гистолога», который будет выполнять функции загрузки образцов материала до выдачи результата. Сейчас исследователи разрабатывают прототип устройства и находятся в поиске финансирования для проекта. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Сегодня, 07:15
6 минут
Василий Парфенов

Вопрос разработки способов запасания электричества в XXI веке встал невероятно остро — ученые со всего мира ломают голову над тем, как сделать батареи более емкими. Армейская исследовательская лаборатория США добилась успехов в создании тончайших антисегнетоэлектрических пленок из гафната свинца. Это сложное в получении соединение обладает большим потенциалом к применению в аккумуляторах и электрических вентилях.

Позавчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

Позавчера, 18:35
4 минуты
Ольга Иванова

NASA смоделировало ситуацию, при которой нашей планете угрожает крупное небесное тело, и выяснило, как много времени понадобится землянам, чтобы предотвратить катастрофу. Спойлер: мы все умрем.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

12 мая
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
8 минут
Мария Азарова

Блокирование рецептора, который помогает сохранять энергию в условиях голода, назвали ключом к более безопасным профилактике и лечению ожирения, вызванного неправильным образом жизни.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: