20:46 2023-03-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua metodă micșorează imaginile 3D ale celulelor pentru o stocare și o recuperare mai rapidă
_ Noua metodă micșorează 3D imagini ale celulelor pentru o stocare și o recuperare mai rapidă
Analiza unicelulare este o tehnică biomedicală puternică utilizată în diferite domenii ale biologiei și medicinei pentru a identifica populații de celule rare, a urmări dezvoltarea și diferențierea celulelor, a înțelege mecanismele bolii și a dezvolta personalizarea. terapii, dar generează cantități mari de date care pot fi dificil de gestionat.
O echipă internațională de cercetători condusă de Demetri Psaltis de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie Lausanne și Pietro Ferraro de la Institutul de Științe Aplicate și Sisteme Inteligente a demonstrat o strategie de codificare eficientă pentru tomogramele cu o singură celulă, care eficientizează foarte mult manipularea și stocarea datelor cu o singură celulă, menținând în același timp fidelitatea.
Cercetarea lor a fost publicată pe 11 ianuarie. în Intelligent Computing.
Noua metodă propusă de autori poate avea efect gestionați și procesați în mod eficient seturile de date vaste generate de microscopia în fază tomografică, o tehnică populară pentru studiile cu o singură celulă. Această tehnică poate produce rapid imagini 3D ale celulelor și țesuturilor vii fără a deteriora proba, ceea ce o face un instrument valoros pentru studierea dinamicii celulare, cum ar fi diviziunea, migrarea și diferențierea.
O provocare majoră cu care se confruntă microscopia în fază tomografică. gestionează eficient cantități masive de date 3D pentru a realiza un diagnostic celular rapid și precis. Noua metodă poate atinge un raport de compresie a datelor de 22,9. Aceasta înseamnă că tomogramele unicelulare cu date mari pot fi comprimate economisind în același timp peste 95% din spațiu, cu mai puțin de 1% din informații pierdute.
Strategia funcționează bine pe diferite date experimentale, inclusiv diferite tipuri de celule cu forme sferice și nesferice. De fapt, poate procesa eficient orice imagini volumetrice.
În viitor, va fi posibil să existe un sistem de citometrie în flux de imagistică tomografică lab-on-a-chip — un sistem care utilizează lasere pentru a măsura diverse caracteristicile celulelor individuale pe măsură ce se deplasează printr-un canal umplut cu lichid. Pentru a realiza acest lucru va fi nevoie de un modul microfluidic capabil să controleze pozițiile și rotația celulelor curgătoare folosind soluții avansate de manipulare a celulelor, cum ar fi fibra multicore.
Din punct de vedere computațional, rezultatele raportate aici deschid traseul la o metodologie eficientă de stocare, manipulare și procesare a imaginilor volumetrice, în special pentru sistemele lab-on-chip, care necesită o amprentă mică de memorie. Rezultatele demonstrate aici vor duce la noi dezvoltări în microscopia computațională pentru tomografia cu contrast de fază cu o singură celulă.
Noua metodă se bazează pe extensia 3D a polinoamelor Zernike. Reprezentarea 3D Zernike este o modalitate de a descrie forma unui obiect în trei dimensiuni. Se bazează pe un concept matematic numit armonici sferice și este deosebit de bun la descrierea obiectelor care au o formă aproximativ sferică. Celulele din mediul natural sunt adesea în formă de sfere, astfel încât reprezentarea 3D Zernike poate fi un instrument util pentru studierea lor.
Autorii au demonstrat că distribuția 3D a indicelui de refracție a unei celule poate fi codificată simplu într-unul. dimensiune folosind polinoame Zernike 3D. Ei au reconstruit o fantomă de celule tomografice și i-au analizat performanța comparând cu cele mai utilizate strategii de compresie volumetrică a imaginii. Metoda a fost apoi validată pe date reale de tomografie unicelulară.
Comentarii:
Adauga Comentariu