Virtual Histological Staining of Label-Free Total Absorption Photoacoustic Remote Sensing (TA-PARS)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Histopathological visualizations are a pillar of modern medicine and biological research. Surgical oncology relies exclusively on post-operative histology to determine definitive surgical success and guide adjuvant treatments. The current histology workflow is based on bright-field microscopic assessment of histochemical stained tissues and has some major limitations. For example, the preparation of stained specimens for brightfield assessment requires lengthy sample processing, delaying interventions for days or even weeks. Therefore, there is a pressing need for improved histopathology methods. In this paper, we present a deep-learning-based approach for virtual label-free histochemical staining of total-absorption photoacoustic remote sensing (TA-PARS) images of unstained tissue. TA-PARS provides an array of directly measured label-free contrasts such as scattering and total absorption (radiative and non-radiative), ideal for developing H&E colorizations without the need to infer arbitrary tissue structures. We use a Pix2Pix generative adversarial network (GAN) to develop visualizations analogous to H&E staining from label-free TA-PARS images. Thin sections of human skin tissue were first virtually stained with the TA-PARS, then were chemically stained with H&E producing a one-to-one comparison between the virtual and chemical staining. The one-to-one matched virtually-and chemically-stained images exhibit high concordance validating the digital colorization of the TA-PARS images against the gold standard H&E. TA-PARS images were reviewed by four dermatologic pathologists who confirmed they are of diagnostic quality, and that resolution, contrast, and color permitted interpretation as if they were H&E. The presented approach paves the way for the development of TA-PARS slide-free histological imaging, which promises to dramatically reduce the time from specimen resection to histological imaging.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».