Astronomické algoritmy pomáhají diagnostikovat agresivní nádory

V pozoruhodném príkladu interdisciplinární týmové práce astronomové pomáhají badatelum rakoviny pouzívat pocítacové algoritmy hvezdného vývoje vyvinuté pro detekci vzdálených galaxií, aby identifikovali biomarkery v nádorech, aby zjistili, jak jsou agresivní.
Týmy z Cancer Research UK Cambridge Institute a oddelení onkologie a Astronomického ústavu na Cambridge University ve Velké Británii popisují, jak v publikované studii prizpusobily algoritmy analýzy obrazu astronomu a testovaly je na 2 000 nádorech prsu on - line dne 19 British Journal of Cancer.
Soucasná metoda analýzy agresivity nádoru spocívá na kvalifikovaných patologech, kterí se dívají dolu na mikroskopy, aby odhalili jemné rozdíly v barvení vzorku nádoru. Pocítacový prístup by tento proces mohl výrazne urychlit.

Prirozené prekrytí v astronomických a rakovinových technikách analýzy obrazu

Algoritmy pro analýzu obrazu astronomu byly puvodne vyvinuty, aby jim pomohly automaticky vybírat nejisté predmety na nocní obloze. Kdysi to bylo také nárocné rucní cvicení, které bylo provádeno pomocí silných dalekohledu.
Techniky nejsou na rozdíl od tech, které se pouzívají v imunohistochemii (IHC), kde patologové pohlízejí na mikroskopy a vybírají jemné rozdíly v barvení nádorových bunek k rozlisení ruzných proteinu.
Vedoucí autor Dr. Raza Aliová, patologicka z Cancer Research UK Cambridge Institute, ríká ve svém prohlásení:
"Vyuzili jsme prirozené prekrývání mezi technikami, které astronomové pouzívají k analýze obrazu hlubokých oblozek z nejvetsích dalekohledu a potrebe urcit jemné rozdíly v barvení vzorku nádoru na mikroskopu."
Spoluautor Nicholas Walton z Cambridge Institute of Astronomy ríká:
"Je úzasné, ze nás software pro analýzu obrazu, který byl puvodne vyvinut, aby pomohl napríklad sledovat planety, které udrzují zivot mimo nase slunecní soustavy, je nyní také pouzíván k tomu, aby pomohl zlepsit výhled pro pacienty s rakovinou, mnohem blíze k domovu."

Testováno na trech biomarkeru na lécbu rakoviny prsu

Pro testování prizpusobených algoritmu je vedci pouzívali k vyhodnocení hladiny trí proteinu (ER, BCL2 a HER2), které jsou známými biomarkery pro agresivní rakovinu ve vzorcích od více nez 2 000 pacientu s karcinomem prsu.
Kazdý vzorek prosel dvema hodnoceními: jedna s manuální analýzou obrazu s patologymi hledajícími mikroskopy a druhá s pocítacem, který byl vybavený prizpusobenými algoritmy, analyzoval snímky automaticky.
Kdyz porovnali výsledky, týmy zjistily, ze pocítac byl stejne presný jako rucní systém:
"Automatizovaná skóre ukázala vynikající shodu s manuálními skóre pro nekontrolované prirazení prípadu k" pozitivním "nebo" negativním "kategoriím s dohodnutou sazbou az 96%," písí autori.
Dalsí výhodou je, ze pocítacový systém byl mnohem rychlejsí.
"Výsledky byly jeste lepsí, nez jsme doufali," ríká Ali, "s nasím novým automatizovaným prístupem s presností srovnatelnou s casove nárocným úkolem snímání obrázku rucne po relativne malých úpravách vzorce."

Dalsí krok

Vedci nyní hodlají provést mnohem vetsí mezinárodní studii s pouzitím vzorku od více nez 20 000 pacientu s karcinomem prsu. To pomuze vylepsit nový prístup.
Senior autor Carlos Caldas, profesor, který je také v Cancer Research UK Cambridge Institute, ríká:
"Moderní techniky nám dávají nekteré z prvních pohledu na klícové geny a bílkoviny, které jsou dulezité pri predvídání úspechu nebo selhání ruzných lécby rakoviny. Ale predtím, nez je lze aplikovat na klinice, je treba jejich uzitecnost overit ve stovkách nebo nekdy tisících nádorových vzorku. "
Caldas ríká, ze nové metody jim jiz pomáhají analyzovat az 4 000 snímku denne.
V lednu výzkumníci na univerzite v Oslo v Norsku oznámili novou studii, která zjistila, ze 3D mamografie (tomosyntéza), pouzívaná ve spojení s tradicním zobrazováním, zvýsila detekci invazivního karcinomu prsu o 27%.
Napsal Catharine Paddock PhD