يستخدم المجهر الذكاء الاصطناعي للعثور على الخلايا السرطانية بشكل أكثر كفاءة

يستخدم المجهر الذكاء الاصطناعي للعثور على الخلايا السرطانية بشكل أكثر كفاءة

جهاز اخترعه أستاذ في جامعة كاليفورنيا يستخدم التعلم العميق والضوئية تمتد الوقت لتحليل 36 مليون صورة في الثانية  الواحدة

جامعة كاليفورنيا كلير ليفان تشن وعطا Mahjoubfar مع الجهاز الجديد الذي يمكن الخلايا السرطانية صورة بسرعة فائقة ودون الإضرار عينات الدم.

وضعت cientists في معهد النانو كاليفورنيا في جامعة كاليفورنيا تقنية جديدة للتعرف على الخلايا السرطانية في عينات الدم بشكل أسرع وأكثر دقة من الأساليب القياسية الحالية.

في نهج واحد مشترك لاختبار للكشف عن سرطان، والأطباء إضافة المواد الكيميائية الحيوية لعينات الدم. هذه المواد الكيميائية الحيوية نعلق "العلامات" البيولوجية للخلايا السرطانية، وتلك العلامات تمكين أدوات لكشف والتعرف عليها. ومع ذلك، يمكن أن المواد الكيميائية الحيوية تلف الخلايا وتجعل العينات غير صالحة للاستعمال لتحليل المستقبل.

هناك تقنيات الجارية الأخرى التي لا تستخدم العلامات ولكن يمكن أن تكون غير دقيقة لأنها تعرف الخلايا السرطانية تستند فقط على الخصائص الجسدية واحد.

الصور تقنية جديدة الخلايا دون تدميرها، ويمكن تحديد 16 الخصائص الفيزيائية - بما في ذلك حجم، تحبب والكتلة الحيوية - بدلا من واحدة فقط. فهو يجمع بين اثنين من المكونات التي اخترعت في جامعة كاليفورنيا: أ الضوئية المجهر الوقت تمتد، التي هي قادرة على بسرعة تصوير الخلايا في عينات الدم، وبرنامج كمبيوتر التعلم العميق الذي يحدد الخلايا السرطانية بدقة أكثر من 95 في المئة.

التعلم العميق هو شكل من أشكال الذكاء الاصطناعي الذي يستخدم خوارزميات معقدة لاستخراج المعنى من البيانات مع هدف تحقيق اتخاذ القرارات دقيقة.

في الدراسة، التي نشرت  وقاد في الطبيعة التقارير العلمية المجلة، التي برهم جلالي، أستاذ ورئيس شركة نورثروب غرومان الضوئية في الهندسة الكهربائية. كلير ليفان تشن، وهو طالب الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا. واتا Mahjoubfar، وهو زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا.

اخترع الضوئية امتداد وقت جلالي، وحاصل على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا. المجهر الجديد هو مجرد واحدة من العديد من التطبيقات الممكنة؛ انه يعمل من خلال التقاط الصور المتدفقة خلايا الدم باستخدام الليزر رشقات نارية في الطريقة التي يستخدم كاميرا فلاش. هذه العملية يحدث ذلك بسرعة - في نانو ثانية، أو أجزاء من البليون من الثانية - أن الصور ستكون ضعيفة جدا بحيث لا يمكن الكشف عن وسريع جدا لتكون رقمية بواسطة الأجهزة العادية.

المجهر الجديد يتغلب على تلك التحديات باستخدام البصريات مصمم خصيصا لزيادة وضوح الصور وبطء في وقت واحد بما فيه الكفاية ليتم الكشف عن ورقمية بمعدل 36 مليون صورة في الثانية الواحدة. ثم يستخدم التعلم العميق لتمييز الخلايا السرطانية من خلايا الدم البيضاء صحية.

"، تباطأ كل إطار عليها في الوقت وتضخيم بصريا بحيث يمكن رقمية" قال Mahjoubfar. "وهذا يتيح لنا القيام التصوير الخلية سريع أن عنصر الذكاء الاصطناعي يمكن تمييز".

عادة، والتقاط الصور في مثل هذه الفترات ضئيلة من الوقت سيتطلب الإضاءة الشديدة، والتي يمكن أن تدمر الخلايا الحية. كما يلغي نهج UCLA هذه المشكلة.

واضاف ان "الوقت تقنية تمتد الضوئية تسمح لنا لتحديد الخلايا المارقة في وقت قصير مع إضاءة منخفضة المستوى" وقال تشن.

وكتب الباحثون في ورقة أن النظام يمكن أن يؤدي إلى التشخيص التي تعتمد على البيانات التي الخصائص الفيزيائية الخلايا، والتي قد تسمح تشخيص أسرع وفي وقت سابق من السرطان، على سبيل المثال، وفهم أفضل للالتعبير الجيني للورم معين في الخلايا، والتي يمكن تسهيل علاجات جديدة للمرض.

كانت مؤلفين آخرين الدراسة ليثيوم تشيا تاي، إيان بليبي وألين هوانغ من جامعة كاليفورنيا، وكيفان نيازي من NantBio. وأيد هذا البحث من قبل NantWorks، LLC، وهي الشركة الأم لNantBio.