Assessing red blood cell deformability from microscopy images using deep learning
Notice bibliographique
Résumé
Red blood cells (RBCs) must be highly deformable to transit through the microvasculature to deliver oxygen to tissues. The loss of RBC deformability resulting from pathology, natural aging, or storage in blood bags can impede the proper function of these cells. A variety of methods have been developed to measure RBC deformability, but these methods require specialized equipment, long measurement time, and highly skilled personnel. To address this challenge, we investigated whether a machine learning approach could be used to predict donor RBC deformability based on morphological features from single cell microscope images. We used the microfluidic ratchet device to sort RBCs based on deformability. Sorted cells are then imaged and used to train a deep learning model to classify RBC based image features related to cell deformability. This model correctly predicted deformability of individual RBCs with 81 ± 11% accuracy averaged across ten donors. Using this model to score the deformability of RBC samples was accurate to within 10.4 ± 6.8% of the value obtained using the microfluidic ratchet device. While machine learning methods are frequently developed to automate human image analysis, our study is remarkable in showing that deep learning of single cell microscopy images could be used to assess RBC deformability, a property not normally measurable by imaging. Measuring RBC deformability by imaging is also desirable because it can be performed rapidly using a standard microscopy system, potentially enabling RBC deformability studies to be performed as part of routine clinical assessments.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».