Uru:
- Ikike iji ọgụgụ isi kewaa, gụkọọ na nkewa onyonyo cell wee jiri aka kwado mmepụta akpaka na nlele.
- Ikike ikewapụ ihe teknuzu na ezigbo mgbaama site na iji njikwa kwesịrị ekwesị kwado nha ọ bụla (nke dị mma, adịghị mma, oghere, enweghị ntụpọ)
- Ike iji kwado ụyọkọ cytometry eruba nwere akara ama ama yana nhazi onyonyo dị iche na nyocha ụlọ ọgwụ
Ụlọ nyocha bioengineering bụ ụlọ ọrụ data: microscope na-emepụta puku kwuru puku ihe oyiyi cell kwa ụbọchị, cytometer na-asọpụta na-emepụta ọtụtụ iri puku mkpụrụ ndụ kwa nkeji, onye na-agụ efere na-emepụta ọtụtụ narị nha n'otu gburugburu. Ọtụtụ n'ime data a bụ ihe a na-ahụ anya ma ọ bụ dị elu, na nyocha akwụkwọ ntuziaka na-adị ngwa ngwa ma dị egwu. AI siri ike karịsịa na nyocha ihe oyiyi na nhazi nke akpaka; ma ị bụ onye maara ihe ị na-atụ, ihe njikwa dị irè, na ma nsonaazụ ya bụ teknụzụ ma ọ bụ ndu.
N'ime nkeji a, ị ga-amụta ka esi eji AI n'enweghị nsogbu kewaa onyonyo cell, gụọ na nkewa, nyochaa data cytometry eruba, na hazie data efere.
Nyocha onyonyo: nkewa na agụta
Nzọụkwụ mbụ nke nyocha microscope na-abụkarị "sel ole dị na ebee?" bụ ajụjụ. Ụdị nkewa (ngwaọrụ mmụta miri emi dị ka Cellpose, StarDist) kewapụ ma gụọ mkpụrụ ndụ na-akpaghị aka; Nke a na-ebelata izu nke ọnụ ọgụgụ aka na nkeji ma belata isiokwu. Ma izi ezi nke ihe nlereanya ahụ na-adabere na myirịta na ihe oyiyi nke a zụrụ ya: ntụpọ dị iche iche, nkwalite dị iche iche, ma ọ bụ sel ndị nwere nnukwu ụyọkọ nwere ike iduhie ihe nlereanya ahụ. Ya mere ejiri aka nyochaa ọnụọgụ akpaka ọ bụla na nlele.
NDỤMỌDỤ: Tupu ịnakwere ọnụ ọgụgụ cell akpaka, tulee ihe nlere anya na onyonyo 5-10 na-enweghị usoro. A na-agụta ihe nlere anya (ịgụ mkpụrụ ndụ jikọtara ọnụ dị ka otu) ma ọ bụ na-agụta mkpọtụ dị ka sel)? Ịmara njehie usoro a na-agbanwe nkọwa nke setịpụ data gị niile.
Kedu ihe nha na-ekwu na ihe ọ naghị ekwu?
Onyonyo ma ọ bụ mgbama fluorescence abụghị usoro ndu ozugbo; Ọ bụ ihe nlele proxy (proxy — ihe na-egosi ihe ị nwere mmasị n'ezie). Dịka ọmụmaatụ, ihe na-acha fluorescent bụ ihe nnọchi maka “cell dị ndụ,” mana arụrụ arụ ọrụ, autofluorescence, ma ọ bụ ntọala akụrụngwa nwere ike ịgbagọ mgbaama ahụ. AI nwere ike kewaa mgbaàmà, mana azịza nke ajụjụ a "ihe mgbaàmà a ọ na-egosi ndụ n'ezie?" na-adabere na njikwa (njikwa - akwụkwọ ntụaka na-anwale izi ezi nke nnwale ahụ: nti, adịghị mma, oghere). Enweghị njikwa, ọ nweghị nyocha akpaghị aka bụ nke a pụrụ ịdabere na ya.
Ịkpachara anya: AI nwere ike kewaa ihe oyiyi dị ka "cancer / ahụike" ma ọ bụ cell dị ka "dị ndụ / nwụrụ anwụ"; ma na-enweghị nlele kwesịrị ekwesị, nyocha kpuru ìsì na nkwenye ụlọ ọgwụ, nke a abụghị nchoputa. A na-eme mkpebi nyocha naanị site na usoro ahaziri ahazi yana n'okpuru nlekọta ndị ọkachamara.
Data akụkụ dị elu: cytometry eruba
cytometry eruba nke oge a nwere ike tụọ ihe karịrị paramita 20 maka sel ọ bụla; Nke a dị oke elu nke a ga-enyocha ya site na "gating" akwụkwọ ntuziaka - iji aka na-ahọpụta ọnụ ọgụgụ cell nwere mmasị na eserese. Mbelata nha dabere na AI (UMAP, t-SNE) na nchịkọta akpaka na-eme ngwa ngwa ịhụ na ikewa ndị mmadụ. Ma ụzọ ndị a na-eme ka nkọwa anya dị mfe; Ị na-eji akara ndị amaara ama ma ụyọkọ ndị a ga-esi na ya pụta bụ ezigbo mmadụ ma ọ bụ ihe arụrụ arụ.
Obere ikpe atọ
Ikpe 1 - agụta accelerated na isiokwu mbelata. N'ime ọmụmụ omenala neuron, a ga-eji aka gụọ ihe onyonyo microscope 2,400. Ọnụ ọgụgụ akpaaka dabere na cellpose belatara ọrụ ahụ ruo nkeji 40 ma e jiri ya tụnyere ụbọchị 3 wee kpochapụ ndakọrịta interobserver 15%. Ndị otu ahụ jiri aka nyochaa onyonyo iri ise, chọpụta na ihe nlereanya ahụ ji 6% agụta nnukwu ebe, wee tinye ihe mgbazi.
Ikpe 2 - Enweghị njikwa ejidere. Nwa akwụkwọ nwere AI nkewapụta onyonyo fluorescence dị ka “nke dị mma / adịghị mma” wee hụ na ọ dị elu. Onye nyocha ukwu jụrụ: ebee ka njikwa na-adịghị mma dị? Njikwa na-enweghị ntụpọ nwere otu mgbaàmà - autofluorescence. Ezi positivity fọrọ nke nta ka ọ bụrụ efu; njikwa gbochiri nsonaazụ na-ezighi ezi.
Ikpe 3 - Ịchịkọta arịa. N'ime ọrụ mgbochi ọrịa, nchịkọta akpaka gosipụtara ọnụ ọgụgụ sel "ọhụrụ". Mgbe a na-enyocha ya na ihe nrịbama, a hụrụ na nke a bụ ihe na-adịghị mma na ọ bụghị ọnụ ọgụgụ dị adị. Nchọpụta ihe onyonyo sitere n'ike mmụọ nsọ mana nkwenye nke ndu ha kpebiri.
Ndebiri anọ enwere ike iṅomi
1) Usoro nyocha onyonyo:
Ọrụ gị: ọkachamara nyocha ihe onyonyo. Tụnye usoro ọrụ Eke Ọgba maka ịgụta mkpụrụ ndụ n'ime onyonyo ihe nlegharị anya fluorescent: nhazi, ngalaba (Celpose/StarDist), agụta, bọọdụ nsonaazụ. Kọwaa njehie ihe nlereanya ahụ nwere ike ime na mpaghara nnukwu/ụyọkọ yana otu esi eji aka nyochaa ha.
2) Nyochaa njikwa:
Ana m emepụta nyocha nke ike dabere na fluorescence. Depụta njikwa niile achọrọ: dị mma, adịghị mma, oghere, enweghị ntụpọ (autofluorescence). Kọwaa ihe nlele ọ bụla kwesịrị ịbụ na nke nlele kwesịrị ịbụ ihe a na-atụghị anya ya na nsonaazụ ga-abụ ihe na-adịghị mma.
3) Atụmatụ nyocha cytometry na-erugharị:
Ọrụ gị: onye nyocha cytometry eruba. Enwere m ntọala data nwere paramita 18. Kọwaa mbelata akụkụ (UMAP) na usoro nchịkọta akpaka. Gwa m nzọụkwụ site nzọụkwụ nke akara akara m ga-eji nyochaa ma ụyọkọ ndị a na-esi na ya pụta bụ ndị mmadụ n'ezie ma ọ bụ ihe arụrụ arụ.
4) normalization data efere akwụkwọ ikike:
Nwee mkpụrụ nnabata nke efere 96 nke ọma (oghe, ọkọlọtọ, olulu mmiri sample). Dee m: (1) iwepụ oghere, (2) dabara adaba n'usoro, (3) njikwa mmetụta ihu, (4) usoro nchọpụta nke ọma na Python. Kọwaa ihe kpatara nzọụkwụ ọ bụla.
Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike
Ngwa ngwa adịghị ike:
Nyochaa onyonyo sel ndị a wee gwa m mkpụrụ ndụ ole dị.
Ihe nlereanya ahụ na-enye ọnụọgụ na-achịkwaghị achịkwa na enweghị ike ịnwapụta; na-ezobe njehie nhazi.
Mgbasa ozi siri ike:
Ọrụ gị: ọkachamara nyocha ihe onyonyo. Dee script Python nke na-eji Cellpose na-agụta nkewa na nuclei maka onyonyo oghere DAPI agbakwunyere. Edemede a na-akọkwa nkesa nha ihe achọpụtara maka onyonyo ọ bụla (obere obere = mkpọtụ, buru oke ibu = enyo nke mkpụrụ ndụ coalescent). Tinye nzọụkwụ nkwenye: Kaa akara 10 onyogho random ka m jiri aka lelee.
Ọdịiche: ụdị eserese net, ọkara, mkpọtụ / njikwa njikọ yana nzọụkwụ nkwenye akwụkwọ ntuziaka amanyere iwu.
Ụdị data ụlọ nyocha na ọrụ AI
Ụdị data
ngwaọrụ
Ntinye aka AI
Nnwale amanyere iwu
microscope
mikroskopu
Nkewa, agụta
Njikwa ihe nlere nke aka
cytometry eruba
cytometer
Nchịkọta, anya
Nkwanye akara
data efere ikike
onye na-agụ efere
Normalization, mgbanaka
njikwa olulu mmiri
usoro oge
anya ndụ
Ndepụta
njikwa orbital
Nhazi
Dị iche iche
Ịde aha akwụkwọ
kpuru ìsì nyochaa
Ntugharị ngalaba nke ụdị: n'èzí ebe a zụrụ ya
Ihe kachasị njọ nke ihe oyiyi na ụdị mgbaàmà bụ mgbanwe ngalaba - ọdịda dị jụụ nke ihe nlereanya ahụ mgbe enwere data emepụtara n'okpuru ọnọdụ dị iche iche karịa data nke a zụrụ ya. Ọ bụrụ na a zụrụ ụdị ọnụ ọgụgụ cell na otu microscope, nwere ntụpọ pụrụ iche, na nkwalite pụrụ iche; Onyonyo esere na ngwaọrụ dị iche nwere ink dị iche nwere ike inye nsonaazụ na-ezighi ezi na-atụghị anya ya. Nke ka njọ, ihe nlereanya ahụ anaghị agwa gị nke a - ọ na-emepụta mmepụta obi ike mana ezighi ezi. Ya mere, tupu itinye ihe nlereanya na-anọghị na nchekwa data nke gị, ọ dị mkpa iji tụọ arụmọrụ ya na nhazi nkwado nke ọnọdụ gị. Ọ bụrụ na ihe nlereanya ahụ emeghị nke ọma, ị ga-eji data nke aka gị dozie ya nke ọma ma ọ bụ mee ka parampat ya dị iche iche megide onyonyo nke gị.
Ntị: "Ihe nlereanya a nyere 95% izi ezi na mbipụta" apụtaghị na ọ ga-enye 95% ziri ezi na data gị. Izi ezi na mbipụta bụ maka ọnọdụ data nke mbipụta. Echela arụmọrụ nke ụdị ọ bụla na-enweghị atụ ya na ọnọdụ nke gị.
Mmejọ ndị nkịtị
- Ịnabata ngụkọ akpaghị aka na-enweghị nkwenye aka. Ịgụ usoro n'okpuru/n'elu na-agbanwe nsonaazụ niile.
- Na-agafe njikwa. Autofluorescence na mgbaama ndabere na-emehie maka ezigbo mgbama na-enweghị njikwa.
- Ụyọkọ na-ezighi ezi maka ezigbo ndị mmadụ. UMAP/ụyọkọ bụ ihe a na-ahụ anya; a ga-eji akara ngosi gosi ya.
- Na-eleghara mmetụta ihu anya. Olulu mmiri ndị dị na nsọtụ efere ahụ nwere ike ịfegharị n'ihi ikuku.
- Nhazi onyonyo na-ezighi ezi maka nyocha. A na-eme nchọpụta naanị site na usoro akwadoro, kpuru ìsì na ndị ọkachamara na-ahụ maka ya.
Na nchịkọta
Ngwa ụlọ nyocha na-arụ ọrụ na iju mmiri nke data anya na nke dị elu; AI na-eme ngwa ngwa nkewa, ịgụta ọnụ, nchịkọta na nhazi nke ọma, na-ebelata isiokwu. Mana a na-eji aka kwado mmepụta ọ bụla akpaghị aka na nlele, a na-ejikwa njikwa kwesịrị ekwesị kwado nha ọ bụla, yana akara akara ama ama. Onyonyo ma ọ bụ akara bụ proxy maka bayoloji; Enweghị njikwa, ọ nweghị nyocha akpaghị aka bụ nke a pụrụ ịdabere na ya na nhazi ọkwa anaghị edochi nyocha ụlọ ọgwụ.
Ọrụ ngwa
Chọta dataset onyonyo cell dị n'ihu ọha (dịka ọmụmaatụ setịpụ ihe nlele Cellpose). Mee ka AI jiri ndebiri "ike siri ike" dee nkebi na ịgụta edemede. Gbaa edemede ahụ (ma ọ bụ nyochaa mgbagha ya) ma tụnyere mmepụta na anya na foto ole na ole: ebee ka ihe nlereanya ahụ na-emehie ihe? Mgbe ahụ, site na iji ndebiri nlele njikwa, depụta njikwa niile achọrọ maka nnwale nke gị wee dee njikwa nke na-enweghị nke nsonaazụ ga-abụ ezighi ezi.
ndetu
- [ ] Ejikwara m aka kwado ngụkọ/nkewa akpaaka na nlele.
- [] Akọwapụtara m njikwa niile dị mkpa (nke ọma, adịghị mma, oghere, enweghị agba) na nnwale ahụ.
- [ ] Eji m akara kwadoro ụyọkọ ahụ, agụghị m ọnụ ọgụgụ ndị mmadụ ozugbo.
- [] Ahụrụ m mmetụta ihu na olulu mmiri dị na data efere.
- [] M tụrụ njehie usoro (n'okpuru / overcounting) nke ihe nlereanya ahụ wee mezie ya ma ọ bụrụ na ọ dị mkpa.
- [] Atụgharịrị m mmepụta nhazi ọkwa dịka akara a ga-akwado, ọ bụghị nyocha.