Robotas mikroskopas pagreitina patologiją

Cody Danielio atvaizdas brielle kupolai

Cody Daniel '11 buvo vidurinės mokyklos moksleivis, ieškojęs sudėtingų išdaigų, kurias galėtų išžaisti savo draugams, kai sutiko MIT įsilaužimų istoriją. Mane labai jaudina ardomoji MIT kultūra ir man patiko studentų charakteriai, sako jis. Dabar, kaip vienas iš tų studentų, studijavęs mechanikos inžineriją, jis griauna status quo kur kas rimtesniu būdu – didelės apimties 3D vaizdavimą perkelia į patologijos sritį, kur jis gali suteikti precedento neturinčių mokslinių įžvalgų.

Būtent per vėlyvą vakarą vykusį keistą pokalbį „Steer Roast“ vakarėlyje MIT Senior House Danielis pirmą kartą susitiko su Toddu Huffmanu, su kuriuo vėliau sujungė jėgas, kad įkurtų 3Scan – biotechnologijų įmonę, kuri keičia mūsų supratimą apie žmogaus biologiją. Jis ir aš turėjome kalbėti apie ateities technologijas, neuromokslą ir smegenų įkėlimą – visas šias keistas, netradicines sąvokas, sako jis.

Kai jie susitiko, Huffmanas dirbo velionio Bruce'o McCormicko, kompiuterių mokslininko ir Teksaso A&M universiteto smegenų tinklų laboratorijos įkūrėjo, laboratorijoje. McCormick sukūrė peilio ašmenų nuskaitymo mikroskopo (KESM) technologiją, kuri fiksuoja didelės skiriamosios gebos vaizdus iš plonai supjaustytų audinių sluoksnių, todėl buvo galima sukurti skaitmeninius 3D ląstelių struktūrų vaizdus. Jiedu suprato, kad turėdami Danieliaus inžinerijos ir prietaisų žinių, jie galėtų komercializuoti McCormick prototipą ir panaudoti jį automatizuoti daug kruopštaus darbo, kurį paprastai atlieka patologai, tirdami organų, audinių ir skysčių mėginius, kad ištirtų ir diagnozuotų ligą.

Patologija paprastai apima audinių mėginių pjaustymą rankomis, kiekvieno mėginio padėjimą tarp dviejų stiklo gabalėlių ir jo tyrimą mikroskopu. Metodas iš esmės nepakito daugiau nei 150 metų. Žmogus paprastai gali apdoroti apie 12 mėginio griežinėlių per valandą.

Kairėje: žmogaus raumenų audinys; Dešinėje: pelių žarnynas

3 nuskaitymas žymiai pagreitina šį procesą. Jo KESM įrankis naudoja automatinį deimantinį peilį, kad pjaustytų mėginius 1000 pjūvių per valandą greičiu, tuo pačiu metu nuskaitydamas kiekvienos pjūvio vaizdą, o tada tuos nuskaitymus sluoksniuodamas, kad būtų sukurtas 3D audinio modelis su mikronų masto raiška, pavyzdžiui, kompiuterinės tomografijos nuskaitymo.

„3Scan“ platforma gali apšviesti mechanizmus, kuriais biologiniai procesai tampa nenormalūs, o tai gali pagerinti diagnostiką, sako Danielis. Vienas žmogus per savo gyvenimą gali pamatyti tik tiek audinių, ir jei galime sukurti kažką, kas nagrinėtų patologiją įvairiose demografinėse situacijose, įvairiuose atvejų ir ligų atveju, galėtume gauti geresnių įžvalgų, – aiškina jis. Taip pat yra pranešimų, kurie rodo, kad patologai 80% atvejų pasiekia sutarimą. Tai gana didelis sėkmės rodiklis – nebent tai būtų jūsų diagnozė, tokiu atveju tai labai baisu.

Kai 3Scan įrankiai atlieka vaizdų gavimą ir pradinę analizę, duomenys siunčiami atgal patologams, kurie ištiria ir išverčia išvadas. Mums patinka įsivaizduoti patologą kaip robotų orkestro, galinčio ten išeiti ir vaizduoti plačias biologijos sritis, dirigentą, sako Danielis. Patologas vaidina lemiamą vaidmenį būdamas informuoto žmogaus perspektyvos, atskirdamas, kas yra patologinė nuo normalaus toje biologijoje.

paslėpti