De microscoop van Google die kankercellen op kan sporen

De Augmented Reality Microscoop van Google kan helpen bij het opsporen van kankercellen. De techniek maakt gebruik van kunstmatige neurale netwerken, dezelfde technologie die bijvoorbeeld achter de Siri-app zit.

Volksziekte nummer één

Wereldwijd is het aantal kankerpatiënten naar schatting gestegen tot 18,1 miljoen nieuwe gevallen en 9,6 miljoen sterfgevallen in 2018. Een op de vijf mannen en een op de zes vrouwen ontwikkelt tijdens hun leven kanker, en een op de acht mannen en een op de elf vrouwen sterft aan de ziekte. Daarmee is kanker volksziekte nummer één. Nieuwe effectieve behandelingen zoals immunotherapie werken niet bij iedereen of elke vorm van kanker en ook chemotherapie slaat niet altijd aan. Wel geldt: hoe eerder de ziekte wordt opgespoord hoe groter de overlevingskansen. Daarom is de hulp van kunstmatige intelligentie hierbij veelbelovend om het aantal sterfgevallen terug te dringen.

Hulp bij het opsporen van kwaadaardige cellen

Goed nieuws dus dat Google een microscoop heeft ontwikkeld waarmee je kankercellen kunt opsporen. Het is een augmented reality microscope. Dat houdt in dat het een beeld geeft van de werkelijkheid waaraan door kunstmatige intelligentie elementen worden toegevoegd. Bestaande microscopen kunnen de techniek gebruiken.

Het is nog altijd standaardprocedure om kankercellen door artsen op te sporen met een microscoop tijdens een biopsie. Maar al in 2017 heeft het deep learning algorithm van Google aangetoond dat het minstens even goed is in het opsporen van kankercellen als een patholoog. Wat betekent dat voor de toekomst van de oncologie?

Hoe het algoritme werkt

De Google-microscoop werkt met een bijlerend algoritme dat data (beelden) van gesignaleerde kankercellen aan elkaar koppelt, waardoor het steeds beter wordt in het herkennen ervan. De beelden die een onderzoeker door de Google-microscoop ziet, worden in een programma geüpload en aan een database toegevoegd, waardoor het algoritme steeds bekender wordt met de verschillende verschijningsvormen van kwaadaardige cellen. Het traint zichzelf dus met de feedback van menselijke artsen. In de nabije toekomst zal de Google-microscoop beter worden in het herkennen van kankercellen dan pathologen.

Een snellere biopsie

Op dit moment is de technologie al zover dat het artsen kan ondersteunen tijdens een biopsie. Met een pijlen, heatmaps of andere indicatoren kan het algoritme een verdacht gebied aanwijzen, waarna de patholoog kan vaststellen of het daadwerkelijk een kankercel is. Een uitkomst, want het opsporen van kankercellen tijdens een biopsie is een tijdrovend werk. Het analyseert de gebieden met een vertraging van 100 milliseconden. Dat betekent dat het in 0.1 seconden een analyse van een gebied kan geven, ongeveer zo lang als het duurt om te knipperen.

De belofte van deep learning

Zulke algoritmes zijn al toegepast in diverse medische specialismen, met name in de radiologie en pathologie, en hebben prestaties bereikt die vergelijkbaar zijn met die van menselijke deskundigen. Bovendien is het mogelijk dat deep learning verbanden kan zien in medische beelden die niet zichtbaar zijn bij menselijke analyse en die kunnen worden gebruikt om informatie te krijgen over de moleculaire status, prognose of behandelingsgevoeligheid.

Een digitale microscoop is tegenwoordig voor iedereen betaalbaar

Steeds meer mensen raken geïnteresseerd in een digitale microscoop

Biologen en wetenschappers hebben de digitale microscoop al een tijd geleden ontdekt. Maar ook een groeiend aantal particulieren en amateur-biologen raakt steeds vaker geïnteresseerd in de mogelijkheden die deze digitale apparatuur te bieden heeft. Wat kun je als onderzoeker precies met een digitale microscoop? Hoe werkt de techniek achter deze uitvinding? Wat zijn de mogelijkheden en voordelen die dit digitale fenomeen te bieden heeft?

Wat is een digitale microscoop en welke mogelijkheden zijn er?

Digitale apparaten bieden veel meer opties om beelden en ontdekkingen op te slaan, te bewaren en/of te bewerken, dan analoge apparatuur. Dat geldt ook voor het fenomeen microscoop, waarmee molecuulstructuren, cellen en met het oog onzichtbare stofdeeltjes waargenomen kunnen worden. Met een apparaat dat digitaal werkt is dat nog gemakkelijker, gaver en daarmee bevredigender dan met een analoge microscoop. In een digitale microscoop zitten chips en hoogwaardige elektronica, die het mogelijk maken om de beelden naar en computer door te sturen en verder te bewerken. De beelden kunnen verder dan ooit uitvergroot worden, er kan naar hartenlust ingezoomd worden, details uitsneden en geknipt, et cetera. En uiteraard kunnen de bestanden opgeslagen worden en gedeeld worden met anderen.

Voordelen van digitale microscopen

Digitale microscopie betekent beelden en analyses kunnen maken op topniveau. Dat is wellicht het grootste voordeel van deze prachtige uitvinding. Anders dan een analoge microscoop, is het nu mogelijk om zeer verfijnd te werk te gaan. Een tweede groot voordeel dat hiermee samenhangt, is dat de nieuwe generatie microscopen zeer subtiel en precies te bedienen zijn. Ze zijn sterk, robuust en hebben een enorm ergonomisch design. Hierdoor kunnen ze praktisch eenvoudig gebruikt worden, ook door amateur-biologen. Je haalt het apparaat uit de doos, sluit het aan om de beelden te registreren en met speciale software te bewerken: zo simpel werkt het! De microscopen zijn dusdanig ontworpen, opnieuw een pluspunt vergeleken met analoge varianten, dat de gebruiker veel minder snel last van de nek en de schouders kan krijgen. Kortom: ook lichamelijk is er sprake van optimaal comfort. Ten slotte zijn – en dat is wellicht het grootste voordeel dat denkbaar is – de 2.0 generatie microscopen ook voor mensen met een gemiddelde of kleine beurs goed betaalbaar. Tot een aantal jaar gelden was hiervan geen sprake. En moest je behoorlijk kromliggen om deze fantastische microscoop bij elkaar te sparen. Maar die tijd is gelukkig voorbij!

Mogelijkheden te over met nieuwe generatie microscopie

De digitale integratie van de lens en de optische zoommogelijkheden van digitale microscopen zijn uniek. Nooit eerder konden minuscule deeltjes, diertjes, cellen en andere voorwerpen zo gedetailleerd bekeken, bestudeerd en geanalyseerd worden. Er zijn diverse lenzen beschikbaar, zoals lenzen met extra inzoom-mogelijkheden, beeldsensoren, autofocus-opties, enzovoort. Dioptrie macro-lenzen zijn in staat de beelden nog eens 24 maal extra te vergroten vergeleken met eerdere analoge apparaten. Eigenlijk moet je het gewoon eens een keer zelf uitproberen. Je zult verbaasd zijn over de verbluffende mogelijkheden en het gemak van de digitale microscoop. Het is niet ondenkbaar – om het zacht uit te drukken – dat er tal van nieuwe wetenschappelijke observaties en ontdekkingen voor de boeg liggen nu de digitale microscoop steeds breder ingang vindt in de wetenschap en maatschappij. En gelukkig – eindelijk! – ook betaalbaar wordt voor hobbyisten en geïnteresseerden! Voor een goede digitale microscoop kun je terecht bij https://www.digitalemicroscoop.nl

Ontdek de micro wereld met een microscoop

Verbaas en vergroot je wereld. Gun jezelf een microscoop!

Een bekend spreekwoord is: iets onder de loep nemen, wat iets nauwkeurig onderzoeken betekent. Dat kun je nog veel beter met een microscoop doen. Het woord komt uit het Oudgrieks, waarin mikros “klein” en skopien “nauwkeurig kijken” betekent. Met dit apparaat kunnen voorwerpen worden bestudeerd die te klein zijn om met het blote oog de te zien. Er zal echt een hele wondere wereld voor je open gaan. Ogenschijnlijk onbelangrijke kleine insecten, zaden of vloeistoffen worden, wanneer ze vele malen worden vergroot, ineens dingen van aanzien. Indrukwekkende poten, ogen, structuren en kleuren worden prijsgegeven.

Microscoop en het onderwijs

De eerste keer dat je in deze uitvergrote wereld bent gestapt, was waarschijnlijk op de basisschool: Daar wordt vaak met een biologische variant gewerkt, die tien tot 40 x vergroot. In het voortgezet of hoger onderwijs wordt vaak met een vergroting van 40 tot 1000 x gewerkt. Wanneer je dingen met eigen ogen waarneemt, kun je ze beter onthouden. Daarom is een microscoop een belangrijk instrument waarmee het leerproces van studenten en leerlingen wordt ondersteund.

Behalve voor biologisch onderzoek worden deze toestellen ook voor medisch en forensisch onderzoek gebruikt. De gedetailleerde waarneming levert veel nuttige informatie op, niet alleen voor professionele onderzoekers, maar ook voor hobbyisten.

Welke soorten zijn er?

• Biologisch -> hiermee kunnen cellen, micro-organismen en weefsels worden bekeken. Dit eenvoudig type microscoop wordt veel op scholen gebruikt, maar is ook heel geschikt wanneer je voor het eerst een apparaat aanschaft
• Stereo -> voor lagere vergrotingen. Het licht valt op het voorwerp in plaats van er doorheen
• Fluorescentie -> door toevoeging van een fluoriderende stof kun je verschillende soorten weefsels in een voorwerp onderscheiden
• Polarisatie -> door toepassing van polariserend licht kunnen objecten zichtbaar worden gemaakt die je met het blote oog niet of nauwelijks kunt zien
• USB -> voorwerpen worden op een beeldscherm weergegeven. Eventuele bevindingen kunnen direct erbij worden opgeslagen

Waar je bij aanschaf op kunt letten

Vraag je allereerst af waarvoor je de microscoop wilt gebruiken en stem je aankoop daar op af. Goedkoop is helaas vaak duurkoop. Hoogstwaarschijnlijk is de kwaliteit van een relatief voordelig exemplaar minder goed. Wil je met één oog (monoculair) of twee ogen (binoculair) naar het voorwerp kijken? Een monoculair toestel is goedkoper, maar wel vermoeiender met kijken.

Een goede microscoop kan zowel fijn als grof worden scherp gesteld. De betere modellen hebben hiervoor een dubbel knop. Let op de stevigheid en zwaarte van met name de voet en het statief. Het apparaat moet solide zijn en stevig staan. Behalve de traditionele halogeenverlichting zijn er tegenwoordig overwegend toestellen met LED-verlichting verkrijgbaar. LED-verlichting geeft nog meer details weer en is bovendien energiezuiniger dan halogeenverlichting. Mocht je de microscoop ook buitenshuis willen gebruiken, schaf dan een exemplaar met een ingebouwde accu of met batterijen aan.

Microscoop en fototoestel, een goede combinatie

Al het moois dat je met een microscoop ontdekt, kun je heel goed op de gevoelige plaat vastleggen. Deze zogenaamde microscoop fotografie is bij velen nog relatief onbekend. Met een goede, eventueel tweedehandse, microscoop, een fototoestel én de juiste adapter om de apparaten te verbinden, kun je aan de slag. De camera kun je eenvoudig middels USB op een beeldscherm aansluiten. Met enkele klikken op de muis kun je je instellingen en opslag voor een goede foto regelen.
Enige kennis van foto´s bewerken is aan te bevelen. Niet alleen je onderwerp wordt heel groot weergegeven, maar ook vuiltjes, vlekken en oneffenheden. Het resultaat zal echter overweldigend (groot) zijn.