27 października 2023
Na całym świecie medyczne pasożyty krwi były automatycznie badane za pomocą prostych kroków na niskokodowej platformie AI. Udoskonalono prospektywną diagnostykę filmów krwi dzięki zastosowaniu metody wykrywania i klasyfikacji obiektów w hybrydowym modelu głębokiego uczenia. Współpraca aktywnego monitorowania i dobrze wyszkolonych modeli pomaga zidentyfikować punkty zapalne transmisji trypanosomów.
Zakres badań polega na opracowaniu modelu sztucznej inteligencji AI, który wykorzystuje hybrydową technikę głębokiego uczenia się szkieletów wykrywania i klasyfikacji obiektów do definiowania gatunku trypanosomów pierwotniaków, a mianowicie trypanosoma cruzi, T.brucei i T.evansi, na podstawie immersji olejowej, obrazów mikroskopowych na wewnętrznej, niskokodowej platformie AI CiRA CORE. Najnowszym osiągnięciem w naszej dziedzinie badań jest opracowanie algorytmów uczących się, które mogą identyfikować i klasyfikować gatunki trypanosomów na podstawie obrazów mikroskopowych. Program ten ma potencjał, aby zrewolucjonizować nadzór i kontrolę, zapewniając szybką, zautomatyzowaną i dokładną metodę badań przesiewowych, która może być używana przez lokalny personel w odległych obszarach.
Wykorzystanie zmodyfikowanych i hybrydowych algorytmów między dwoma różnymi modelami głębokiego uczenia się w ramach programu sztucznej inteligencji może przezwyciężyć wiele wyzwań. Identyfikacja wspólnej morfologii, infekcji mieszanej i niedojrzałej oraz precyzyjna charakterystyka gatunków umożliwia automatyczną standardową taksonomię. Aby rozpocząć, przenieś funkcję DeepTrain z ogólnego paska narzędzi na ekran, aby zainicjować etykietowanie danych i trenowanie.
Kliknij przycisk Załaduj obrazy w ustawieniach narzędzia DeepTrain i przejdź do katalogu zawierającego obrazy, aby zaimportować i oznaczyć obrazy. Następnie kliknij i przytrzymaj lewy przycisk myszy, aby oznaczyć obiekty i przypisać nazwy wybranym obiektom. Kliknij Zapisz GT, aby zapisać plik gt w tym samym katalogu.
Przed rozpoczęciem trenowania modelu kliknij przycisk Ustawienia generacji, aby uzyskać dostęp do funkcji rozszerzania danych. Wykorzystaj cztery rodzaje rozszerzeń, a mianowicie obrót, kontrast, szum i rozmycie, aby wzbogacić zestaw danych. Aby rozpocząć trenowanie modelu, kliknij przycisk Trenowanie znajdujący się w narzędziu DeepTrain.
W funkcji Generuj pliki treningowe wybierz modele, rozmiar partii i podpodziały. Kliknij przycisk Generuj, aby wygenerować dane i zapisać je w katalogu. Po skonfigurowaniu wszystkich ustawień kliknij przycisk Train (Trenuj), aby zainicjować trenowanie modelu.
Program automatycznie wykona i dostosuje wagę zestawu danych podczas oceny utraty wytrenowania. Po osiągnięciu optymalnej straty kliknij przycisk Eksportuj i zapisz plik wagi w katalogu. Aby kontynuować ocenę modelu wykrywania obiektów, wybierz opcję Evaluate na pasku narzędzi wtyczki i przenieś funkcję EvalDetect na ekran.
Następnie kliknij przycisk Ustawienia. Poczekaj, aż pojawią się trzy funkcje: Wykrywanie, Ocena i Wykres. Aby rozpocząć ocenę modelu, kliknij przycisk Załaduj konfigurację i zaimportuj plik wytrenowanej wagi z katalogu.
Aby zaimportować obrazy testowe z katalogu plików obrazów, kliknij przycisk Przeglądaj. Następnie kliknij przycisk Załaduj GT, aby zaimportować plik gt. Następnie kliknij przycisk Ocena, aby ocenić model wykrywania w katalogu.
Po zakończeniu wyniki zostaną automatycznie zapisane jako plik csv w tym samym katalogu posortowanym według nazwy klasy, zawierającym kluczowe parametry, takie jak wynik prawdziwie dodatni, fałszywie dodatni, fałszywie ujemny, kompletność i precyzja dla każdej klasy. Aby wygenerować krzywą dokładności lub PR, przejdź do funkcji Wykres. Kliknij przycisk Przeglądaj, aby zaimportować pliki csv z katalogu.
Wybierz żądane klasy z listy i kliknij przycisk Kreśl, aby wyświetlić krzywą PR. Kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać obraz z wartościami AUC krzywej PR w wymaganym formacie obrazu w wybranym katalogu. Aby wybrać funkcję Trenowanie modelu klasyfikacji obrazów, przejdź do paska narzędzi obrazu, wybierz pozycję DeepClassif i przenieś pozycję ClassifTrain na ekran.
Aby zaimportować obrazy do trenowania, kliknij przycisk otwierania folderu w ustawieniach narzędzia ClassifTrain i przejdź do katalogu zawierającego obrazy. Przed trenowaniem wzbogać zestaw danych, klikając przycisk Augmentation (Rozszerzenie) i stosując techniki, takie jak obrót, kontrast, odwracanie, szum i rozmycie. Aby zainicjować proces trenowania modelu, kliknij przycisk GenTrain w narzędziu ClassifTrain.
W obszarze GenTrain wybierz żądane modele, rozmiar partii i podpodziały. Przypisz katalog, w którym chcesz zapisać wygenerowane dane, a następnie kliknij przycisk Generuj. Po zakończeniu wszystkich konfiguracji kliknij przycisk Start.
Program będzie działał w sposób ciągły, oceniając straty treningowe i dostosowując wagę zestawu danych w razie potrzeby. Po osiągnięciu żądanego poziomu strat kliknij przycisk Eksportuj i zapisz plik wagi w określonym katalogu. Aby rozpocząć, przejdź do paska narzędzi wtyczki.
Następnie przeciągnij i upuść funkcję EvaluateClassif na ekran. Kliknij przycisk Oceń znajdujący się w narzędziu EvaluateClassif. Kliknij przycisk Załaduj obraz folderu, aby zaimportować obrazy testowe i Załaduj konfigurację, aby zaimportować plik wytrenowanej wagi z katalogu.
Następnie kliknij przycisk Start, aby ocenić model klasyfikacji. Po ocenie kliknij przycisk Eksportuj do pliku CSV, aby zapisać wyniki jako plik csv w katalogu. Aby ocenić dane przy każdym progu, kliknij próg Rozpocznij wszystko, aby zapisać plik csv w katalogu z nazwami klas, w tym parametrami, takimi jak kompletność, wskaźnik wyników prawdziwie dodatnich, wskaźnik wyników fałszywie dodatnich i precyzja dla każdej klasy.
Aby wykreślić krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika, kliknij przycisk Kreśl ROC znajdujący się w narzędziu EvaluateClassif. Kliknij przycisk Przeglądaj i zaimportuj pliki csv z katalogu. Sprawdź zaimportowaną listę klas i wybierz każdą etykietę klasy, aby wykreślić krzywą ROC.
Następnie, aby wyświetlić krzywą ROC, kliknij przycisk Wykres. Wprowadź dowolne zmiany we właściwościach obrazu, takich jak rozmiar czcionki, kolory czcionek, zaokrąglanie miejsc dziesiętnych, style linii i kolory linii. Na koniec kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać obraz krzywej ROC z wartościami AUC w wymaganym formacie obrazu w katalogu.
Aby rozpocząć, przejdź do ogólnego paska narzędzi, kliknij ButtonRun, a następnie kliknij Debuguj, aby uruchomić model testowania hybrydowego. Następnie przejdź do paska narzędzi obrazu, wybierz Pobieranie i wybierz ImageSlide. Przejdź do DeepComposite i kliknij DeepD-C.
Przed rozpoczęciem fazy testowania obrazów kliknij opcję Ustawienia dostępną w narzędziu ImageSlide i zaimportuj obrazy testowe. Następnie kliknij opcję Ustawienia w narzędziu DeepD-C, aby zaimportować dwa zapisane pliki wytrenowanej wagi. Aby uzyskać funkcję Wykryj, kliknij przycisk Config, przycisk Plus i wybierz backend CUDA lub CPU.
Podaj nazwę i kliknij przycisk OK. Wybierz katalog z plikiem wagi i kliknij przycisk Wybierz. W przypadku funkcji Classif kliknij przycisk Config, a następnie przycisk Plus, a następnie wybierz zaplecze. Podaj nazwę i kliknij przycisk OK. Następnie wybierz katalog dla pliku wagi i kliknij Wybierz.
Aby wyświetlić wyniki obrazu testowego, kliknij funkcję Obraz dostępną w narzędziu Debug. Na koniec, aby ocenić przewidywane wyniki dla każdego obrazu, kliknij przycisk Uruchom znajdujący się w narzędziu ButtonRun.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie koncentruje się na opracowaniu modelu AI wykorzystującego hybrydową technikę głębokiego uczenia do identyfikacji gatunków trypanosom na podstawie obrazów mikroskopowych. Podejście to ma na celu usprawnienie diagnostyki pasożytów krwi poprzez zastosowanie zautomatyzowanych metod przesiewowych.
Zautomatyzowana identyfikacja i klasyfikacja pasożytów z rodzaju trypanosom z wykorzystaniem hybrydowych modeli głębokiego uczenia rozwiązuje krytyczny problem wąskiego gardła w procesach nadzoru nad chorobami zakaźnymi oraz w schematach diagnostycznych. Dzięki umożliwieniu szybkiego, powtarzalnego i ilościowego wykrywania na podstawie obrazów mikroskopowych, podejście to zwiększa pewność prognostyczną i wydajność operacyjną w kluczowych punktach decyzyjnych w continuum od odkryć do nadzoru. Wyniki statystyczne platformy wspierają rzetelną selekcję portfolio oraz dostosowany do ryzyka postęp w badaniach translacyjnych.
Ten hybrydowy model AI integruje się z procesem odkrywania i nadzoru, począwszy od wczesnej walidacji celu opartej na obrazowaniu, aż po opracowanie testów i badania translacyjne.