Иногда что-то очень маленькое, незаметное невооруженному глазу вызывает очень большие проблемы
Вирус COVID-19, поразивший весь мир, и микробы, вызывающие болезни, невидимы для человека, но могут угрожать его жизни. Для диагностики и лечения инфекционных заболеваний, а также неинфекционных, например, онкологических заболеваний проводится множество исследований. Эти исследования становятся движущей силой развития биоиндустрии.
В основе биоиндустрии лежит наблюдение за микроскопическими клетками, бактериями и живыми тканями. Для наблюдения за такими маленькими объектами, неразличимыми для человеческого глаза, необходим микроскоп. В наше время микроскопы используются не только для простого наблюдения. Спектр микроскопического оборудования расширяется за счет использования технологий искусственного интеллекта, которые позволяют провести анализ и диагностику тканей вне организма.
Представляем вашему вниманию компанию Tomocube Inc., разработавшую микроскоп с ИИ, который, как ожидается, окажет большую помощь в диагностике и лечении различных заболеваний.
Технология голотомографии для наблюдения за живыми клетками
История Tomocube Inc. началась со встречи будущего технического директора компании, профессора физики университета KAIST Пак Ён Гына, который изучал технологию 3D голографии и был уверен, что она откроет новую сферу в бизнесе, и будущего генерального директора, бизнесмена Хон Ги Хёна, который работал в области оптических измерений.
Компания заручилась технологией голотомографии (Holotomography, HT), которая позволяет наблюдать за живыми клетками, и высокими технологиями в области анализа изображений биоискусственного интеллекта для разработки микроскопа с ИИ.
Большинство флуоресцентных микроскопов, используемых на данный момент, требуют предварительной обработки, а именно фиксации и генетической модификации или химического окрашивания клеток. В процессе такой обработки клетки умирают или деформируются, поэтому их нельзя наблюдать в живом состоянии. Кроме того, подготовка клеток к опыту может занять от нескольких часов до суток.
Технология HT от Tomoсube работает по принципу, аналогичному рентгеновской компьютерной томографии (КТ).
Компьютерная томография – это метод восстановления с помощью компьютера степени проникновения рентгеновских лучей в соответствии с разницей в плотности внутренних органов человеческого тела. А технология HT использует лазерный луч для создания трехмерного образа клеток в соответствии с их плотностью.
Благодаря этому живые клетки можно наблюдать без предварительной обработки. Визуализация клеток возможна в любое время, пока клетки не погибнут естественным путем. Поэтому можно видеть трехмерную структуру клетки и получить о ней больше информации.
Микроскоп с ИИ поможет произвести диагностику, которая раньше занимала неделю, за считанные секунды
Новая разработка выходит за пределы HT и включает технологию анализа изображений с помощью ИИ, что позволяет идентифицировать бактерии для диагностики сепсиса менее чем за секунду, хотя раньше это занимало несколько дней. Обычно для определения возбудителя сепсиса у пациента берут кровь на анализ и проводят культивацию бактерий. Этот процесс занимает от 3 до 5 дней, поэтому бывают ситуации, когда состояние пациента критическое и лечение приходится начинать еще до получения результатов анализа.
Микроскоп с ИИ от Tomoсube получает изображения 19 видов бактерий, вызывающих сепсис, обрабатывает их методом глубокого машинного обучения, а затем выявляет похожие изображения клеток из образцов пациента, позволяя различать между собой виды бактерий с точностью 95%.
Готовятся клинические испытания для диагностики и других заболеваний, помимо сепсиса, в том числе острого лейкоза. В настоящее время накоплена база данных из 1 млн изображений клеток и тканей. Получено более 30 патентов в Корее и за рубежом, связанных с методом диагностики с помощью 3D-микроскопа.
В этом году исполняется 6 лет с даты разработки 3D-голографического микроскопа Tomocube. Сейчас его используют 50 университетов и исследовательских институтов в 20 странах, включая Массачусетский технологический институт (MIT), Гарвардский университет и Немецкий онкологический центр.
С момента открытия компании были привлечены инвестиции в размере 23 млрд вон, в том числе через проекты Softbank Ventures и Hanmi Science. Включая недавние инвестиций серии C, в общей сложности было привлечено 44,2 млрд вон.
Сейчас Tomocube занимается разработкой алгоритма, который позволит искусственному интеллекту изучать данные, полученные с помощью микроскопа, самостоятельно анализировать их и ставить диагноз. Это позволит быстрее диагностировать заболевания и начинать лечение на более ранней стадии. Весь мир следит за перерождением Tomocube в международную компанию по диагностике in vitro.