Deep-LUMEN 明场球状体形态药物评价
用明场腔体形态补充环孢素作用的球状体生长指标。
用途与模型
- 研究用途
- 用明场腔体形态补充环孢素作用的球状体生长指标。
- 模型与细胞来源
- A549 人肺癌细胞系三维球状体，有腔/无腔明场特征；非健康肺泡或患者类器官。
- 方法版本
- 2020-10-08 bioRxiv v1 模型与评价版本
- 实验形式
- 多焦平面图像与目标检测二分类，384 孔培养，预印本 v1 版本。
材料与平台
- 数据
- Methods 训练 3617 图/验证 391 图/测试 197 图；Results 约 4000 图、14993 无腔/2351 有腔实例。
- 模型
- Faster R-CNN+ResNet101 微调和图像增强；排除失焦与异常/单层对象。
- 药物
- CsA 0.01/0.1/1/10 μM，图 4 培养第 6 天开始观察 7 天；比较尺寸、数量及有腔比例。
测量指标与分析
- mAP（IoU0.5）
- 球状体直径/数量
- 有腔球状体比例
- 检测分类时间
按分类置信度不低于 0.5 保留检测对象，由边界框宽度估计直径，并计算有腔球状体占检测总数的比例；模型的 mAP 按 IoU 0.5 比较，药物组另比较形态、直径与数量。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 明场分类性能、基质与环孢素形态比较，未验证临床毒性。
- 测试范围
- 测试 197 图像；计时 25 图像；药物 n=3 独立样本，直径至少 3 孔；基质直径 6–18 个球状体，腔体比例 n=3。
- 参照体系
- 基质 Matrigel/纤维蛋白；不同 CsA 名义浓度与未处理对照；模型增强前后、人工标注。
- 研究结果
- 预印本测试 mAP 73% 升至 83%；10 μM CsA 给药后 3 天有腔比例下降，尺寸/数量无显著变化。
适用条件与研究局限
- mAP 不是所有细胞分类准确率，亦非患者毒性预测性能。
- 197 张测试图像同时用于模型比较和最终模型选择，属于本研究图像集合内的验证。
- 大小/数量未变不直接证明细胞活力；没有独立活力/死亡测量。
- 只一台成像仪，跨设备/实验室迁移未验证。
来源与原文
- Deep-LUMEN Assay – Human lung epithelial spheroid classification from brightfield images using deep learning原始研究 · bioRxiv · 2020-10-08