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El digitizador ultrarrápido del espectro habilita ruptura en la clasificación de la célula

La universidad de Toyko crea el compaginador imagen-basado primera alto-producción de la célula del mundo

La célula clasificación juegos un papel fundamental en biología molecular, patología, inmunología y virología investiga. Requiere la capacidad de explorar rápidamente a través y de arreglar las células basadas en sus características y formas químicas únicas. Los métodos convencionales se limitan en la destapadura de estas diferencias, o son demasiado de trabajo o cronometran intensivo, o tienen que equilibrio entre la velocidad y la exactitud. El departamento de la química en la universidad de Tokio ha desarrollado un compaginador Imagen-Activado inteligente de la célula (IACS) con un digitizador ultrarrápido de la instrumentación del espectro en el corazón. Éste es el mundo primer, alto-producción, imagen-basada célula-clasificación la tecnología que puede tramitar las células con la producción y la exactitud sin precedentes. La tecnología es altamente versátil y preveída habilitar descubrimiento automatizado, científico en ciencias biológicas, farmacéuticas, y médicas y, particularmente, el cáncer donde podría clasificación para las diferencias ligeras entre las células cacerígenas y no-cacerígenas.

El SIGC utiliza el tiempo real, tecnología de la inteligencia de máquina para ofrecer un radicalmente nuevo, infraestructura de gestión de datos, permitiendo que las células clasificación exacto a un régimen sin precedente. El SIGC combina proyección de imagen de la célula de la alto-producción, la célula que enfoca, y la célula clasificación con una infraestructura de gestión de datos única del software-hardware. Utiliza varias diversas tecnologías incluyendo las ópticas, los líquidos micros, la electrónica, mecánicos y la informática. El sistema es flexible y escalable y también entrega la operación en tiempo real, automatizada para la impulsión de adquisición de datos, de proceso de datos, de la toma de decisión y de la clase. ¡De hecho, incluso cuando usa algoritmos de aprendizaje complejos, el proceso completo se realiza en el ms apenas 32 por la célula!

Una parte crucial del montaje del SIGC es la sección que se ocupa de la construcción de la imagen. Aquí un microscopio (FDM) frecuencia-división-multiplexado, que también fue desarrollado en la universidad, se emplea. El microscopio de FDM es importante pues puede producir el brillante-campo contínuo, de alta velocidad, niebla-libre, sensible y adquisiciones bicolores de la imagen de la fluorescencia de las células que fluyen en 1 m/s. Esto se requiere para lograr la velocidad de tratamiento de la ruptura del sistema de ~100 células por segundo.

La otra llave a esta clasificación ultrarrápida de la célula es detectar las señales que vienen de los fotodiodos del alud en el FDM. Esto es hecha pasando las señales a un digitizador del espectro M4i.2212-x8 cardrunning a una tasa de muestreo de 1,25 GS/s. Los datos detectados entonces se transfieren sobre el ómnibus de alta velocidad de PCIe de la tarjeta a una PC donde los perfiles espaciales, que se contienen en las formas de onda digitales, pueden ser separados. El interfaz rápido de PCIe del digitizador permite que este proceso se ejecute contínuo con un alto régimen de la acción. El proceso de la separación implica el trabajar en el dominio de frecuencia, por Fourier de ejecución transforma, que revelan las frecuencias distintas de la modulación de cada señal.

Una vez que la construcción de la imagen es completa, los resultados se transfieren, usando Ethernet de 10 GB, a los escenarios de la administración del análisis y de tiempo de imagen del SIGC. Aquí un arsenal de entrada campo-programable (FPGA), tres unidades centrales de proceso (CPUs), una unidad central de los gráficos (GPU), y un interruptor de red, toda la cosechadora para realizar el tratamiento y la toma de decisión necesarios de la imagen usando técnicas de aprendizaje profundas en una red neuronal.

Éste es un ejemplo de donde nuestras tarjetas ultrarrápidas del digitizador pueden desempeñar un papel crítico en permitir a sistemas de reconocimientos de la imagen detectar y a imágenes de proceso cubrir las demandas para sistemas cada vez más rápidos y más exactos. Los proyectistas de sistema quieren crear las soluciones que las imágenes de proceso en tiempo real y nuestros digitizadores ultrarrápidos pueden hacer eso posibles para los usos tales como esto a través a la automatización de fábricas y al mando de proceso.”

Oliverio Rovini, CTO en la instrumentación del espectro

El departamento de la química en la universidad de Tokio es parte de un consorcio grande de institutos y de organizaciones, de Japón y de los Estados Unidos de América, que ha emprendido la investigación fundamental en el revelado de un Search Engine inteligente de la célula.

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