Google разработал интерактивный микроскоп для диагностики рака — Naked Science
18.04.2018
Редакция

Google разработал интерактивный микроскоп для диагностики рака

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

xzxqoupbd3a
©Wikipedia

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».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: