Google разработал интерактивный микроскоп для диагностики рака — Naked Science
18.04.2018, 08:23
6 минут
Редакция
64

Google разработал интерактивный микроскоп для диагностики рака

Компания Google предложила использовать нейронные сети для выявления ранних признаков онкологических заболеваний непосредственно во время микроскопии.

xzxqoupbd3a

Компания Google изобрела систему для ранней диагностики онкологических заболеваний в виде интерактивного микроскопа. Прибор объединяет световой микроскоп и компьютерный блок, при помощи нейронной сети анализирует наличие признаков раковых изменений клеток. Умный аппарат выделяет подозрительные участки в реальном времени прямо в поле зрения.

 

Технологии компьютерного зрения, распознавания объектов при помощи нейросетей сейчас используют во многих областях — от астрономии до наблюдения за лабораторными животными. Методика подходит и для обнаружения патологических изменений структуры тканей организма. В простейших случаях нейросеть не нужна: существуют приложения для смартфона, которые могут проверить подозрительную родинку на онкологию.

 

Умный микроскоп Google обрабатывает изображение в поле зрения при помощи глубокой сверточной нейросети архитектуры Inception v.3, которая уже сейчас успешно выявляет меланомы и карциномы. Тренировка нейросети возможна для разных типов рака, при тестировании изобретения использовали препараты с метастазами рака молочной железы в лимфоузлах (399 образцов) и рака предстательной железы (285 образцов).

 

На рисунке показана схема прибора. Цифровая камера захватывает то же поле зрения, что и исследователь, и передает изображение вычислительному блоку в реальном времени. Прототип использовал частоту около 10 кадров в секунду — этого достаточно для плавного перемещения и увеличения изображения.

 

Умный микроскоп: схема слева, прототип справа / © Google

 

Нейронная сеть анализирует видеопоток, формируя карту, на которой каждому пикселю присвоена вероятность риска онкологических изменений. Компьютер выделяет подозрительные области линией (на рисунке — светло-зеленой), можно просматривать непосредственно карту риска.

 

Выделение зоны возможных раковых изменений и карта риска (лимфоузел, кратность микроскопа 10X) / © Google

 

Исследователи собрали прототип из обычного лабораторного оптического микроскопа с кратностью 4-40Х, доработав его двумя модулями. Полупрозрачное зеркало за объективом пропускает световой поток далее и одновременно отражает его на фотоматрицу для компьютерной обработки. Второй модуль проецирует кадр на исходный, окуляр показывает уже дополненное изображение.

 

Экспериментальная проверка показала эффективность инструмента, при этом распознавание успешно проходило на рабочих препаратах различного качества, что важно для клинического использования. Следовательно, особый микроскоп не нужен, достаточно добавить блок между объективом и окуляром для передачи и получения видеосигнала к уже установленным в лабораториях моделям.

 

Изобретатели указывают: подобные системы можно применять не только для диагностики онкологии, но и при анализе флюорографических и рентгеновских снимков, цитологии и флуоресцентном анализе — везде, где сейчас за лабораторными образцами наблюдает непосредственно человек, а критерии патологии определяют «на глаз».

СФУ
137 статей
Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».
10 ноября
5 минут
Полина Гершберг

Подавление метаболизма глутамина истощает клетки опухолей и улучшает иммунный ответ.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

Вчера, 13:43
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

14:05
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

5 ноября
19 минут
Александр Березин

Новое исследование подтвердило, что зонд «Вояджер-2» вышел из гелиосферы. Однако реальная новость вновь заслоняется выдуманной: часто пишут, будто «Вояджер-2» и «Водяжер-1» покинули Солнечную систему. Разберемся, почему это не так и что плохого в обмане длиной в 30 тысяч лет.

6 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые со всего мира подписались под статьей, которая констатирует «климатическую катастрофу» на основе данных об изменении климата, собранных за 40 лет исследований.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[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: