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Enregistrement W3016573554 · doi:10.1096/fasebj.2020.34.s1.09273

seededclustR: Using Cluster Analysis of Mitochondria to Improve Cell Segmentation and Automated Quantification of mtDNA in Smooth Muscle Cells.

2020· article· en· W3016573554 sur OpenAlexaffabout
Anita Santos, Irvin Ng, Damon Poburko

Notice bibliographique

RevueThe FASEB Journal · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueCell Image Analysis Techniques
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésVoronoi diagramSegmentationCentroidArtificial intelligencePrecision and recallPattern recognition (psychology)Computer scienceIntersection (aeronautics)Biological systemMathematicsComputer visionCombinatoricsChemistryBiologyCartographyGeometry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Intro Segmentation of fluorescently labelled cells is essential to pipelines of automated image analysis. Identifying regions of interest (ROIs) around labelled nuclei is relatively easy using tools available in ImageJ/Fiji, but determining the bounds of cells can be much harder. We asked if fluorescently labelled mitochondria could be used to improve the automated generation of cellular ROIs. Method The perimeter coordinates of nuclear ROIs and the centroid coordinates, area, mean intensity, angle, and solidity of ROIs around MitoTracker Orange (MTO)‐labelled mitochondria were generated in ImageJ and exported to R. Using the nuclei as seeds for a recursive k‐Nearest Neighbour search extending from each nucleus, MTO particles were assigned to their nearest‐neighbouring cells. A concave hull was created around MTO particles assigned to each cell using the concaveman package. We determined the sensitivity of this algorithm by comparing the accuracy of the generated concave hulls to the corresponding hand‐drawn ROIs, and ROIs from Voronoi expanded distance maps Results When we compared seededClustR ROIs to those drawn by hand, the Intersection‐Over‐Union (IOU) was 68 ± 8% (mean ± SD), Precision was 88 ± 6% and Recall 95 ± 3%. In contrast, Voronoi expansion of nuclei resulted in the IOU of 46 ± 18%, Precision of 83 ± 17%, and Recall of 91 ± 11%. Optimal IOU and Recall were observed when each MTO particle was compared to its 7–10 nearest neighbours. IOU and Recall were maximized using recursive steps of 40–200 μm, while Precision decreased from 94% to 88% as step size increased from 7–40 μm. Unexpectedly, extending seededClustR to an n‐dimensional kd‐tree calculation that included varying weights of MTO particle mean intensity, area, standard deviation, angle and solidity reduced cell tracing accuracy. Similarly, using Wilks’‐test to identify outliers decreased IOU by 17 percentage points (pp) and Recall by 20 pp, though it increased Precision by 6 pp. Finally, we tested whether if the more accurate cell ROI from seededClustR versus Voronoi ROIs could improve our ability to detect changes in optical measures of mtDNA in A7r5 smooth muscle cells treated with angiotensin II, 5,6‐dideoxycytidine, and H2O2, where results showed promising gains. Conclusion seededClustR is a generalizable algorithm that can use simple XY coordinates of puncta‐like features of cells to generate cellular ROIs around labelled nuclei with measures of accuracy that exceed simple dilation of nuclear ROIs. This approach should facilitate improved precision in automated screens of cellular phenotypes. Support or Funding Information Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,016
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,037

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,016
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0030,002
Méta-épidémiologie (sens large)0,0030,004
Bibliométrie0,0040,003
Études des sciences et des technologies0,0020,001
Communication savante0,0040,003
Science ouverte0,0040,005
Intégrité de la recherche0,0030,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,005

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,272
Écart entre enseignants0,260 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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