Robotu mikroskops patoloģiju paātrina

Kodija Daniela attēls brielle domings

Kodijs Daniels '11 bija vidusskolnieks, kurš meklēja sarežģītas palaidnības, ko izspēlēt ar saviem draugiem, kad viņš nejauši uzzināja MIT uzlaušanas vēsturi. Man šķita, ka MIT graujošā kultūra ir ļoti aizraujoša, un man patika studentu raksturs, viņš saka. Tagad, studējot mašīnbūvi kā viens no šiem studentiem, viņš sagrauj status quo daudz nopietnākā veidā — ienes liela apjoma 3D attēlveidošanu patoloģijas jomā, kur tai ir potenciāls sniegt nepieredzētu zinātnisku ieskatu.

Vēlu vakarā notika dīvaina saruna Steer Roast ballītē MIT Senior House, un Daniels pirmo reizi satikās ar Todu Hafmanu, ar kuru viņš vēlāk apvienoja spēkus, lai izveidotu 3Scan, biotehnoloģiju uzņēmumu, kas maina veidu, kā mēs saprotam cilvēka bioloģiju. Viņš un es sākām runāt par nākotnes tehnoloģijām, neirozinātni un smadzeņu augšupielādi — visiem šiem dīvainajiem jēdzieniem, viņš saka.

Kad viņi satikās, Hafmens strādāja nelaiķa Brūsa Makkormika, datorzinātnieka un Teksasas A&M universitātes Brain Networks Lab dibinātāja, laboratorijā. McCormick bija pionieris naža malas skenēšanas mikroskopa (KESM) tehnoloģiju, kas uzņem augstas izšķirtspējas attēlus no plāni sagrieztiem audu slāņiem, ļaujot izveidot digitālus 3D attēlus no šūnu struktūrām. Abi saprata, ka, ņemot vērā Daniela inženierzinātņu un instrumentu pieredzi, viņi varētu komercializēt McCormick prototipu un izmantot to, lai automatizētu lielu daļu rūpīgā darba, ko parasti veic patologi, pārbaudot orgānu, audu un šķidrumu paraugus, lai pētītu un diagnosticētu slimību.

Patoloģija parasti ietver audu paraugu griešanu ar rokām, katra parauga novietošanu starp diviem stikla gabaliem un izpēti mikroskopā. Metode ir palikusi gandrīz nemainīga vairāk nekā 150 gadus. Cilvēks parasti var apstrādāt aptuveni 12 parauga šķēles stundā.

Pa kreisi: cilvēka muskuļu audi; Pa labi: peles zarnas

3Skenēšana ievērojami paātrina šo procesu. Tā KESM rīks izmanto automatizētu dimanta nazi, lai grieztu paraugus ar ātrumu 1000 šķēles stundā, vienlaikus skenējot katras šķēles attēlu un pēc tam kārtojot šos skenējumus, lai izveidotu 3D audu modeli ar mikronu mēroga izšķirtspēju, piemēram, CT skenēšanai.

3Scan platforma var izgaismot mehānismus, ar kuriem bioloģiskie procesi kļūst patoloģiski, kas varētu uzlabot diagnostiku, saka Daniels. Viens cilvēks savas dzīves laikā var redzēt tikai tik daudz audu, un, ja mēs varam izveidot kaut ko tādu, kas aplūko patoloģiju dažādās demogrāfiskajās grupās, dažādos gadījumos un slimībās, mēs varam gūt labāku ieskatu, viņš skaidro. Ir arī ziņojumi, kas liecina, ka patologi 80% gadījumu panāk vienprātību par gadījumu. Tas ir diezgan augsts panākumu līmenis — ja vien tā nav jūsu diagnoze, un tādā gadījumā tas ir ļoti biedējoši.

Kad 3Scan rīki veic attēlveidošanu un sākotnējo analīzi, dati tiek nosūtīti atpakaļ patologiem, kuri izpēta un tulko atklājumus. Mums patīk iztēloties patologu kā robotu orķestra vadītāju, kas var iziet un attēlot plašus bioloģijas laukus, saka Daniels. Patologam ir izšķiroša nozīme, veidojot informētu cilvēka perspektīvu, nošķirot, kas šajā bioloģijā ir patoloģisks pret normālu.

paslēpties