[컴퓨터 비전 시스템] UC3M(Universidad Carlos III de Madrid)의 연구원들이 개발한 새로운 컴퓨터 비전 시스템을 사용하면 현미경으로 캡처한 생물의학 비디오를 자동으로 분석할 수 있다. 시스템은 이미지에서 세포의 행동을 특성화하고 설명한다.

새로 개발된 기술은 국립 심혈관 연구 센터의 과학자들이 수행한 생체 조직 측정에 사용되었다. 이번 연구를 통해 연구팀은 면역세포의 일종인 호중구가 염증 과정에서 혈액 내에서 다양한 행동을 보이는 것을 발견했다. 또한, 그들은 그 과정 중 하나가 심혈관 질환과 관련이 있음을 발견했다.

새로운 치료 가능

이러한 발전은 심장마비의 영향을 최소화하기 위한 새로운 치료법을 가능하게 할 수 있다.

Fernando Díaz de María 교수는 UC3M 멀티미디어 처리 그룹의 수장이자 연구 저자 중 한 명이다.

"우리의 기여는 생체 내 현미경 기술을 사용하여 생물학자가 캡처한 비디오를 분석하여 연구 중인 세포를 특성화할 수 있게 해주는 컴퓨터 비전 기술을 기반으로 하는 완전 자동 시스템의 설계 및 개발로 구성된다."라고 María는 말한다.

전통적인 생물학적 연구는 종종 수백 개의 수동으로 특성화 된 세포의 분석으로 뒷받침되지만 새로운 연구는 수천 개의 세포의 혈관과 관련된 모양, 크기, 움직임 및 위치의 자동 측정을 포함했다. 이를 통해 통계적 의미가 더 큰 고급 생물학적 분석을 완료할 수 있다.

새로운 시스템의 장점

연구원들은 새로운 시스템이 시간과 정밀도 면에서 다양한 장점이 있다고 말한다.

Ivan González Díaz는 UC3M 신호 이론 및 커뮤니케이션 부서의 부교수이다. 그는 또한 연구 팀의 구성원 중 한 명이다.

“전문가 생물학자가 몇 달 동안 비디오로 세포를 분할하고 추적하도록 하는 것은 실현 가능하지 않다. 반면에 대략적인 아이디어를 제공하기 위해(세포 수와 3D 볼륨 깊이에 따라 다르기 때문에) 우리 시스템은 5분짜리 비디오를 분석하는 데 15분밖에 걸리지 않다.”라고 Díaz는 말한다.

팀은 세포 분할 및 탐지를 위해 심층 신경망에 의존했다. 새로운 컨텍스트에서 시스템을 배포하기 위해 팀은 많은 교육 예제를 생성해야 했으며 시스템은 다양한 기타 통계 기술과 기하학적 모델을 통합해야 했다.

시스템에는 다른 문제에 적용할 수 있는 다목적 소프트웨어가 필요하다.

Miguel Molina Moreno는 연구원 중 한 명이다.

“사실, 우리는 이미 다른 시나리오에 이를 적용하고 있으며, 암 조직에서 T 세포와 수지상 세포의 면역학적 행동을 연구하고 있다. 그리고 잠정 결과는 유망하다.”라고 Moreno는 말한다.

이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.