路径QC:通过组织病理学幻灯片确定组织的分子和结构完整性
Ranjit Kumar Sinha1, Anamika Yadav1, Sanju Sinha1
1Center for Data Science and Artificial Intelligence, Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, San Diego, CA 92037, USA.
深度学习工具PathQC从H&E幻灯片中评估组织完整性,在不破坏样本的情况下预测RNA完整数 (RIN) 和自溶. 这增强了生物库质量控制和使用常规组织学图像的研究.
科学领域:
- 计算病理学计算病理学
- 这是生物银行.
- 医学中的人工智能
背景情况:
- 对生物库来说,评估组织完整性至关重要,但目前的方法是破坏性的或手动的,无法扩展.
- 现有的质量控制 (QC) 方法侧重于成像,而不是样本完整性,限制了生物库的实用性.
- 需要使用非破坏性,可扩展的方法来评估生物样本的分子和结构完整性.
研究的目的:
- 开发和验证PathQC,这是一个深度学习框架,用于从H&E染色的整片图像中预测组织RNA完整数 (RIN) 和自解.
- 为生物库中样本质量控制提供可扩展,非破坏性的方法.
- 为了使大队伍中组织完整性的回顾性分析.
主要方法:
- PathQC使用数字病理学基础模型 (UNI) 来从H&E幻灯片中提取形态特征.
- 一个监督模型根据提取的形态特征预测RNA完整数 (RIN) 和自溶分数.
- 该框架被训练并应用于基因型-组织表达 (GTEx) 队列 (25306个样本,29个组织).
主要成果:
- 通过PathQC,在整个组织中实现了0.47的RIN和0.45的RIN和0.45的自解的平均皮尔森相关性.
- 在特定的组织中观察到高性能:上腺 (RIN R=0.82) 和结肠 (自解 R=0.83).
- 开发了一种全组织模型,能够预测各种组织类型的RIN和自解分数.
结论:
- 通过使用常规的H&E图像,PathQC提供了一种可扩展的解决方案,用于评估组织分子和结构完整性.
- 这种深度学习方法提高了生物库的质量控制,并促进了对组织质量的回顾性研究.
- 该框架支持跨不同组织和收集地点的质量评估,提高数据可靠性.
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