Riba:
- Ikon yin amfani da hankali na wucin gadi zuwa yanki, ƙidayawa da rarraba hotunan tantanin halitta da kuma tabbatar da fitarwa ta atomatik da hannu a cikin samfurin.
- Ƙarfin raba kayan fasaha daga siginar gaskiya ta hanyar tabbatar da kowane ma'auni tare da sarrafawa masu dacewa (tabbatacce, korau, mara kyau, maras kyau)
- Ikon tabbatar da gungu na cytometry mai gudana tare da sanannun alamomi da rarrabe hoto daga ganewar asibiti
Laboratory bioengineering masana'anta ce ta bayanai: na'ura mai ma'ana yana samar da dubban hotunan tantanin halitta a kowace rana, cytometer mai gudana yana samar da dubun duban sel a sakan daya, mai karanta faranti yana samar da ɗaruruwan ma'auni a cikin zagaye ɗaya. Yawancin waɗannan bayanai na gani ne ko babba, kuma bincike na hannu yana da hankali kuma yana da wahala. AI yana da ƙarfi musamman a cikin nazarin hoto da rarrabawa ta atomatik; amma kai ne wanda ya san abin da kake aunawa, abin da iko ke aiki, da kuma ko sakamakon na fasaha ne ko na halitta.
A cikin wannan rukunin, zaku koyi yadda ake amfani da AI cikin aminci don raba hotunan tantanin halitta, ƙidayawa da rarrabuwa, nazarin bayanan cytometry mai gudana, da aiwatar da bayanan faranti.
Binciken hoto: rarrabawa da kirgawa
Mataki na farko na bincike na microscopy shine sau da yawa "yawan sel nawa ne kuma a ina?" shine tambaya. Samfurin rarrabuwa (kayan aikin ilmantarwa mai zurfi kamar Cellpose, StarDist) keɓaɓɓu da ƙidaya sel ta atomatik; Wannan yana rage makonni na kirga hannun zuwa mintuna kuma yana rage abin da ake so. Amma daidaiton ƙirar ya dogara da kamance da hotunan da aka horar da su: tabo daban-daban, haɓaka daban-daban, ko ƙunƙun sel masu yawa na iya ɓatar da ƙirar. Shi ya sa ana tantance kowane ƙidaya ta atomatik da hannu akan samfurin.
Tukwici: Kafin karɓar ƙidaya tantanin halitta ta atomatik, kwatanta abin da aka fitar da ido akan hotuna 5-10 na bazuwar. Shin ƙirar ƙididdigewa ce (ƙidaya haɗaɗɗen sel a matsayin guda ɗaya) ko kirgawa (ƙirga amo azaman sel)? Sanin wannan kuskuren tsari yana canza fassarar duk saitin bayanan ku.
Menene ma'aunin ya ce kuma menene bai faɗi ba?
Hoto ko siginar kyalli ba ilimin halitta ba ne kai tsaye; Ma'auni ne na wakili (wakili - nunin kai tsaye na abin da kuke sha'awar). Misali, rini mai kyalli shine madogarar “kwayoyin rai,” amma ingancin tabo, autofluorescence, ko saitin kayan aiki na iya karkatar da siginar. AI na iya rarraba sigina, amma amsar tambayar "wannan siginar yana nuna rayuwa da gaske?" ya dogara da sarrafawa (iko - samfurori na tunani waɗanda ke gwada ingancin gwajin: tabbatacce, korau, blank). Ba tare da sarrafawa ba, babu wani bincike mai sarrafa kansa da ya dogara.
Tsanaki: AI na iya rarraba hoto a matsayin "mai ciwon daji / lafiya" ko tantanin halitta a matsayin "rai / matattu"; amma ba tare da binciken da ya dace ba, kimantawa makaho da tabbatar da asibiti, wannan ba ganewar asali ba ne. Ana yin yanke shawara na bincike kawai tare da ƙayyadaddun tsari, ingantattun tsare-tsare da ƙarƙashin kulawar ƙwararru.
Babban girman bayanai: cytometry kwarara
cytometry kwarara na zamani na iya auna fiye da sigogi 20 ga kowane tantanin halitta; wannan girman girman ya yi yawa da za a yi nazari da shi ta hanyar “gating” na hannu - zaɓin yawan adadin tantanin halitta da hannu akan jadawali. Rage girman tushen AI (UMAP, t-SNE) da tari ta atomatik suna haɓaka hangen nesa da raba yawan jama'a. Amma waɗannan hanyoyin suna sauƙaƙe fassarar gani; Kuna tabbatar da alamun da aka sani ko gungu da aka samu ainihin yawan halittu ne ko kayan tarihi.
uku mini lokuta
Case 1 - Ƙididdigar ƙidayawa da ƙarar magana ta ragu. A cikin binciken al'adar neuron, hotunan microscope 2,400 za a kirga su da hannu. Ƙididdiga mai sarrafa kansa na tushen cellpose ya rage aikin zuwa mintuna 40 idan aka kwatanta da kwanaki 3 kuma ya kawar da 15% saɓani na interobserver. Tawagar ta tabbatar da hotuna 50 da hannu, ta gano cewa ƙirar ta ƙididdige wurare masu yawa da kashi 6%, kuma ta yi amfani da yanayin gyara.
Case 2 - Rashin kulawa da kama. Wani ɗalibi yana da AI ta rarraba hotunan kyalli a matsayin "tabbatacce / mara kyau" kuma ya sami babban inganci. Babban mai binciken ya tambaye shi: ina mummunan iko? Kulawar da ba ta da kyau tana da sigina iri ɗaya - autofluorescence. Gaskiyar gaskiya ta kusan sifili; sarrafawa ya hana sakamakon da ba daidai ba.
Case 3 - Tarin kayan tarihi. A cikin aikin rigakafi, tari mai sarrafa kansa ya nuna “sabon” yawan tantanin halitta. Lokacin da aka bincika tare da alamomi, an ga cewa wannan wani abu ne mai tabo kuma ba ainihin yawan jama'a ba. Binciken gani yayi wahayi amma an yanke shawarar tabbatar da ilimin halitta.
Samfura huɗu masu kwafi
1) Gudun aikin nazarin hoto:
Matsayinku: ƙwararren nazarin hoto. Ba da shawarar aikin aikin Python don kirga tantanin halitta a cikin hotuna masu kyalli mai kyalli: aiwatarwa, yanki (Celpose/StarDist), kirgawa, allon sakamako. Bayyana kurakuran da samfurin zai iya yi a yankuna masu yawa/tari da yadda ake tantance su da hannu.
2) Gudanar da dubawa:
Ina zayyana ma'auni na tushen haske. Lissafin duk abubuwan sarrafawa da ake buƙata: tabbatacce, mara kyau, mara kyau, mara kyau (autofluorescence). Bayyana abin da kowane cak ya kamata ya zama da kuma wane cak ɗin ya zama ba zato ba tsammani kuma sakamakon zai zama mara inganci.
3) Tsarin nazarin cytometry mai gudana:
Matsayin ku: Mai binciken cytometry mai gudana. Ina da saitin bayanai tare da sigogi 18. Kwatanta rage girman girma (UMAP) da aikin tari ta atomatik. Faɗa mani mataki-mataki da waɗanne alamomi zan iya tantance ko gungu na ainihi na yawan jama'a ne ko kayan tarihi.
4) Daidaita bayanan faranti:
Sami amfanin sha mai rijiyoyi 96 (blank, misali, rijiyoyin samfur). Rubuta ni: (1) cirewa mara kyau, (2) daidaitaccen lanƙwasa mai dacewa, (3) sarrafa tasirin gefen, (4) mafi kyawun matakan ganowa a cikin Python. Bayyana dalilin kowane mataki.
Rauni mai ƙarfi / Ƙarfi mai ƙarfi
Rawanin faɗakarwa:
Yi nazarin waɗannan hotunan tantanin halitta kuma ku gaya mani adadin sel nawa ne.
Samfurin yana haifar da lamba mara sarrafawa kuma mara tabbas; yana ɓoye kuskuren tsari.
Ƙarfi mai ƙarfi:
Matsayinku: ƙwararren nazarin hoto. Rubuta rubutun Python wanda ke aiwatar da rarrabuwar kawuna da kirga nuklei tare da Cellpose don abubuwan DAPI da aka makala. Rubutun kuma yana ba da rahoton rabon girman abu da aka gano ga kowane hoto (karami sosai = hayaniya, da girma sosai = zargin sel na coalescent). Ƙara matakin tabbatarwa: Alama hotuna na bazuwar 10 don in bincika da hannu.
Bambanci: nau'in zanen gidan yanar gizo, matsakaita, amo/hannun sarrafawa da matakin tabbatarwa na hannu.
Nau'in bayanan Lab da rawar AI
Nau'in bayanai
na'urar
AI gudunmawa
Tabbaci na wajibi
microscope
microscope
Rabewa, kirga
Sarrafa samfurin hannu
cytometry kwarara
sitometer
Tari, gani
Tabbatar da alamar
bayanan faranti
farantin karatu
Daidaitawa, lankwasa
sarrafa rijiyoyin
jerin lokaci
kallon rayuwa
Bibiya
sarrafa orbital
Rabewa
Daban-daban
Daftarin lakabi
makanta review
Gudun yanki na samfurin: waje inda aka horar da shi
Mafi girman raunin hoto da ƙirar sigina shine canjin yanki - gazawar ƙirar shiru lokacin da aka ci karo da bayanan da aka samar a ƙarƙashin yanayi daban-daban fiye da bayanan da aka horar da su. Idan an horar da samfurin kirga tantanin halitta akan wani na'ura mai ma'ana, tare da tabo, a wani girma na musamman; Hotunan da aka ɗauka akan wata na'ura daban tare da tawada daban na iya ba da sakamako mara kyau ba zato ba tsammani. Mafi muni, ƙirar ba ta gaya muku wannan ba - yana samar da ingantaccen fitarwa amma ba daidai ba. Don haka, kafin amfani da samfurin kashe-kashe ga bayanan ku, yana da mahimmanci don auna aikin sa akan saitin ingantaccen yanayin ku. Idan samfurin bai gama da kyau ba, ko dai ku daidaita shi tare da bayanan ku ko daidaita sigoginsa akan naku hotunan.
Hankali: "Wannan samfurin ya ba da daidaito 95% a cikin ɗab'in" ba yana nufin zai ba da daidaito 95% a cikin bayanan ku ba. Daidaito a cikin bugawa shine don yanayin bayanan ɗaba'ar. Kada ku ɗauka aikin kowane samfuri ba tare da auna shi a cikin yanayin ku ba.
Kuskuren gama gari
- Karɓar ƙirgawa ta atomatik ba tare da tabbatarwa da hannu ba. Ƙarƙashin ƙidayar ƙirgawa na tsari yana canza duk sakamakon.
- Ketare abubuwan sarrafawa. Autofluorescence da siginar bango suna kuskure don ainihin sigina ba tare da sarrafawa ba.
- Kuskuren gungu na ainihin yawan jama'a. UMAP/gungu shine kayan aikin gani; dole ne a tabbatar da alamar.
- Yin watsi da tasirin gefen. Rijiyoyin da ke gefen farantin na iya yin shawagi saboda ƙawancen ruwa.
- Rarraba hoto na kuskure don ganewar asali. Ana yin ganewar asali ne kawai ta hanyar yarda, makafi da ƙwararrun matakai masu kulawa.
a takaice
Kayan aikin dakin gwaje-gwaje suna aiki tare da ambaliya na bayanan gani da girma; AI yana haɓaka rarrabuwa, kirgawa, tari da daidaitawa, yana rage batun batun. Amma kowane fitarwa mai sarrafa kansa yana da inganci da hannu akan samfurin, kowane ma'auni yana inganta tare da sarrafawa masu dacewa, kuma kowane gungu yana tabbatar da alamun sananniya. Hoton ko siginar wakili ne na ilmin halitta; Ba tare da sarrafawa ba, babu bincike mai sarrafa kansa abin dogaro kuma rarrabuwa baya maye gurbin ganewar asibiti.
Aikin aikace-aikace
Nemo saitin bayanan hoton tantanin halitta da ake samuwa a bainar jama'a (misali saitin samfurin Cellpose). Ka sa AI ta rubuta yanki da kirga rubutun tare da samfurin "ƙarfi mai ƙarfi". Gudun rubutun (ko bincika dabaru) kuma kwatanta fitarwa zuwa ido a cikin ƴan hotuna: ina ƙirar ke yin kuskure? Sa'an nan, tare da samfurin bincike na sarrafawa, jera duk abubuwan sarrafawa da ake buƙata don gwaji na ku kuma rubuta wanne iko, idan ba tare da wanda sakamakon zai zama mara inganci ba.
jerin abubuwan dubawa
- [ ] Na inganta kirgawa/rarrabuwa ta atomatik da hannu akan samfurin.
- [ ] Na ayyana duk abubuwan da ake buƙata (tabbatacce, mara kyau, mara kyau, ba a fenti) a cikin gwaji.
- [ ] Na tabbatar da gungu tare da alamomi, ban ƙidaya yawan jama'a kai tsaye ba.
- [ ] Na duba tasirin gefen da rijiyoyin da ke cikin bayanan faranti.
- [ ] Na auna kuskuren tsari (ƙarƙashin / overcounting) na samfurin kuma na gyara shi idan ya cancanta.
- [ ] Na fassara fitowar rarrabuwa a matsayin alamar da za a tabbatar, ba ganewar asali ba.