VISTA: VIsual Semantic Tissue Analysis for pancreatic disease quantification in murine cohorts
Notice bibliographique
Résumé
Mechanistic disease progression studies using animal models require objective and quantifiable assessment of tissue pathology. Currently quantification relies heavily on staining methods which can be expensive, labor/time-intensive, inconsistent across laboratories and batch, and produce uneven staining that is prone to misinterpretation and investigator bias. We developed an automated semantic segmentation tool utilizing deep learning for rapid and objective quantification of histologic features relying solely on hematoxylin and eosin stained pancreatic tissue sections. The tool segments normal acinar structures, the ductal phenotype of acinar-to-ductal metaplasia (ADM), and dysplasia with Dice coefficients of 0.79, 0.70, and 0.79, respectively. To deal with inaccurate pixelwise manual annotations, prediction accuracy was also evaluated against biological truth using immunostaining mean structural similarity indexes (SSIM) of 0.925 and 0.920 for amylase and pan-keratin respectively. Our tool's disease area quantifications were correlated to the quantifications of immunostaining markers (DAPI, amylase, and cytokeratins; Spearman correlation score = 0.86, 0.97, and 0.92) in unseen dataset (n = 25). Moreover, our tool distinguishes ADM from dysplasia, which are not reliably distinguished with immunostaining, and demonstrates generalizability across murine cohorts with pancreatic disease. We quantified the changes in histologic feature abundance for murine cohorts with oncogenic Kras-driven disease, and the predictions fit biological expectations, showing stromal expansion, a reduction of normal acinar tissue, and an increase in both ADM and dysplasia as disease progresses. Our tool promises to accelerate and improve the quantification of pancreatic disease in animal studies and become a unifying quantification tool across laboratories.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».