从伪标签中预测结肠中克罗恩病的严重程度,使用混合细胞核密度的伪标签

科学领域:

• 数字病理学数字病理学
• 计算生物学是一种计算生物学.
• 胃肠病学 胃肠病学

背景情况:

• 克罗恩氏病 (CD) 是一种慢性炎症性肠病,缺乏治愈方法.
• 整体幻灯片图像 (WSIs) 的H&E染色结肠活检提供了发现与疾病严重程度相关的细胞特征的潜力.
• 之前的研究利用了细胞核特征来进行幻灯片级预测,但不是专门用于WSI中的正常与活性CD的分类.

研究的目的:

• 从CD患者的H&E染色结肠活检WSIs进行计算分析.
• 使用核密度组图对正常组织与活性CD进行分类.
• 评估单个和组合细胞核类型的预测性能.

主要方法:

• 利用了CD患者活检中的413个WSI.
• 计算了六种细胞类型 (中性粒细胞,乙蛋白细胞,上皮细胞,淋巴细胞,血细胞,结合细胞) 的正常化核密度组图.
• 使用支持向量机器与截断的SVD进行分类和四重交叉验证.

主要成果:

• 中性粒细胞核密度是最具预测性的个体特征,产生0.92 ± 0.0003.3的AUC.
• 添加其他细胞核类型在早期交叉验证轮和测试组中提高了性能.
• 当包括中性粒细胞以外的特征时,性能增长显著下降.

结论:

• 中性粒细胞核密度是区分活跃克罗恩病与WSI中的正常结肠组织的强有力的指标.
• 虽然结合细胞特征提供了边际改善,但单独的中性粒细胞提供了相当大的预测能力.
• 这种计算方法有助于通过数字图像分析了解CD病理.