الطريقة الجديدة تستخدم رؤية الكمبيوتر لإنتاج تشخيص دقيق في الوقت الفعلي

رأس الخيمة    –    “البعد المفتوح”:

اقترح باحثان من الجامعة الأمريكية في رأس الخيمة نهجا جديدا للكشف عن سمية الخلايا في الوقت الفعلي باستخدام طريقة تعتمد على رؤية الكمبيوتر، تختلف عن الطريقة الشائعة الاستخدام التي تستغرق وقتا طويلا لفحص التغيرات البيوكيميائية والهيكلية للخلايا، ويضع الاقتلااح  إطارًا جديدًا للكشف عن أنواع مختلفة من خلايا الكلى التالفة باستخدام تسريع عتاد الحاسب، وقد أظهر الدكتور عرفان غاني، الأستاذ المشارك في هندسة الحاسوب في كلية الهندسة، والدكتور رواد الحديدي، الأستاذ المشارك في التكنولوجيا الحيوية الطبية.

وتعد الكلى البشرية عضوًا حيويًا داعمًا للحياة تنظم توازن السوائل، وتحافظ على نظافة الدم، و تحتوي كل كلية على ملايين التراكيب الصغيرة التي تسمى النيفرون والتي تعمل معا لتصفية الفضلات التي يجب إفرازها من الجسم مثل السموم والفضلات التي تنتجها الخلايا والسوائل الزائدة، والتي يتم إزالتها من الدم عن طريق البول.

“النبيبات” القريبة هي جزء رئيسي من الكلى وتؤدي وظائف رئيسية، ولكنها أيضًا حساسة للإصابة من عدة أسباب، ما يؤدي إلى انخفاض في وظائف الكلى. واحدة من أكثر أنواع الخلايا شيوعًا المستخدمة في دراسة وظائف الكلى البشرية هي خلايا الكلى القريبة البشرية. يمكن زراعة هذه الخلايا وصيانتها في المختبر.

ركز الدكتور غني والدكتور الحديدي على استكشاف كيفية تأثير الظروف السامة مثل توازن الأيونات غير الطبيعي أو وجود مواد كيميائية في الكلى على بقاء خلايا الكلى البشرية القريبة في دراساتهما، وحاولا اختبار بقاء خلايا الكلى البشرية في الظروف التي يكون فيها الكالسيوم في البيئة المحيطة أعلى من المعتاد. في الدراسات السابقة، كان اختبار نشاط هذه الخلايا يتم بشكل شائع من خلال فحص التغيرات الكيميائية الحيوية والهيكلية لهذه الخلايا في ظروف مختلفة، بما في ذلك التجارب الصعبة والمستهلكة للوقت والمكلفة.

و لمعالجة أوجه القصور في الأساليب الحالية، ابتكر الدكتور عرفان غني منهجًا يعتمد على الرؤية الحاسوبية. في التقنيات القائمة على رؤية الكمبيوتر، يمكن تحليل صور الخلايا، على سبيل المثال، بسرعة بحثًا عن علامات الأمراض، ما يتيح تشخيصًا أكثر دقة في جزء صغير من الوقت وتكلفة الأساليب التقليدية، و قال: “النظام الحالي به العديد من النواقص والقصور. كان تركيزنا على التخفيف من هذه العوامل من خلال استخدام رؤية الكمبيوتر، ونجحنا في تحقيق نتائج مذهلة، “وأضاف:. “تم استكمال التقنية القائمة على رؤية الكمبيوتر من خلال الحوسبة القابلة لإعادة التشكيل، والتي توفر مرونة البرنامج جنبًا إلى جنب مع الأداء العالي للأجهزة مع نسيج حوسبة عالي السرعة مرن للغاية، يسمى مصفوفات البوابة القابلة للبرمجة الميدانية (FPGAs)”، وقال إن مسرع الأجهزة المقترح يستغرق 400 ثانية فقط لاكتشاف كل صورة خلية، وهو تحسن كبير مقارنة بالحلول القائمة على البرامج.

وقالت الدكتورة رواد حديفي: “تقنيتنا تتفوق على النموذج الحالي. لقد أثبتنا أن الفحص البصري للخلايا التي تنمو في ظل ظروف مختلفة باستخدام المجهر أسرع من الاختبارات البيوكيميائية، ولكنه أقل تحديدًا، ويتطلب فترة طويلة من التحليل من قبل المجرب، كما أنه ليس دقيقًا للغاية “.

و لتوسيع هذا العمل بشكل أكبر، يتصور المؤلفون تطوير حل شامل مع خط أنابيب معزز مع توفير موارد إضافية.