Изображение эмбриона с помощью Киотской коллекции человеческих плодов

Изображение эмбриона с помощью Киотской коллекции человеческих плодов

Японскими учёными разработана методика построения 3D-моделей на основе 2D-изображений. Новый подход предусматривает смешивание нежёстких и жёстких преобразований, преодолевает ряд ограничений, что демонстрируются другими современными методами. Исследовательская группа на данном этапе тестирует метод, применяя, в частности, под Киотскую коллекцию человеческих эмбрионов и плодов. Это самая большая коллекция на изображение эмбриона, насчитывающая более 45 000 образцов.

Как получить улучшенное разрешение образца?

Стандартными метолами МРТ и КТ, как правило, получают трёхмерные изображения тела. Эти методы способны отслеживать с беспрецедентной точностью местоположение травмы или дефекта. Такие технологии выявляют микроскопические белковые отложения, наблюдаемые при патологиях мозга, подобных болезни Альцгеймера.

Тем не менее, получение лучшего разрешения напрямую зависит от срезов образца. Именно поэтому берутся раковые и другие биопсии. Как только требуемая информация получена, учёные используют алгоритмы сбора 2D-срезов для воссоздания моделируемого 3D-изображения. Таким способом реконструируется целый орган или даже организм.

Это можно сравнить с объединением кусочков вместе для создания трёхмерного изображения, подобно соединению торта после разрезания. Общая форма создаётся, но восстановленный торт никогда не будет выглядеть оригинально. Для новой технологии характерным видится момент, когда процесс секционирования растягивает, сгибает и разрывает ткани. Процесс окрашивания варьируется между образцами. А процесс фиксации вызывает разрушение ткани.

По сути, существуют три проблемы, сопровождающие 3D-реконструкцию:

  1. Нежёсткая деформация, при которой положение и ориентация различных точек в исходном образце изменились.
  2. Разрыв тканей, при котором могут возникнуть пробелы в реконструкции, если регистрация не удалась.
  3. Изменение масштаба, где части реконструкции непропорциональны их реальному размеру из-за нежёсткой регистрации.

Реконструкция минимизации трёх факторов

Для каждой отмеченной проблемы японские исследователи предложили решение, приводящее в совокупности к реконструкции, которая минимизирует все три фактора с использованием меньших вычислительных затрат, чем стандартные методы.

В частности, представляется нежёсткая деформация, использованием небольшого количества контрольных точек, смешиванием жёстких преобразований. Небольшое количество контрольных точек допускает надёжную оценку по отношению к изменению окрашивания. Затем выбираются целевые изображения в соответствии с негибкими результатами регистрации, и применяется настройка масштаба.

Новая методика в основном сфокусирована на ряде изображений серийных срезов человеческих эмбрионов, получаемых из Киотской коллекции человеческих эмбрионов и плодов. Благодаря этой коллекции удаётся реконструировать трёхмерные эмбрионы достаточно успешно.


При помощи информации: NAIST


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *