Учёные Университета ИТМО разработали программу Cellpose+, которая значительно ускоряет процесс проектирования материалов для регенеративной медицины. Инструмент расширяет возможности популярного фреймворка Cellpose, добавляя автоматический сбор статистики о форме, размере и других характеристиках клеток. Это позволяет быстрее анализировать совместимость биоматериалов с тканями человека, что крайне важно для создания медицинских имплантов, заживляющих покрытий и систем доставки лекарств.
Обычно исследователям приходится вручную обрабатывать сотни снимков клеток, что занимает несколько дней. Программа Cellpose+ сокращает этот процесс до нескольких минут благодаря алгоритмам машинного обучения. Она не только разделяет клетки на изображениях, но и сразу анализирует их ключевые параметры, включая плотность, площадь, форму, расположение ядер и уровень энтропии Вороного, который показывает, насколько упорядочена клеточная структура.
Раньше для сбора статистических данных приходилось выгружать снимки из Cellpose и обрабатывать в другой программе или вручную. Теперь обе эти функции соединены в одном инструменте. Сначала со снимками работает нейросеть. Она натренирована на сегментацию клеток на собранной в Cellpose библиотеке изображений. После с обработанными снимками работает уже наша программа. С помощью алгоритмов выделения признаков и анализа собираются и классифицируются данные. Затем результаты загружаются в отдельные файлы в соответствии с указанными характеристиками клеток, с которыми уже может работать ученый. На каждом из этапов работы Cellpose+ человек также может контролировать процесс обработки снимков, чтобы свести количество ошибок к минимуму.
В настоящее время разработчики тестируют программу на биоразлагаемых полимерах — полигидроксиалканоатах, которые могут использоваться для создания медицинских имплантов. В перспективе технологию можно адаптировать для других задач, таких как оценка эффективности противоопухолевой терапии, поиск аномальных клеток в диагностике или изучение механизмов клеточного деления.для
Код программы находится в открытом доступе, что позволяет учёным по всему миру использовать её в своих исследованиях.
Читайте ещё материалы по теме:
Новая технология обнаружения мин и взрывоопасных объектов разрабатывается в ТГУ
Биоматериал для лечения остеопороза разработан учёными Томского государственного университета
Программное обеспечение от пермских учёных ускорит испытание газотурбинных двигателей в 1,5 раза
