Datblygu a Dilysu Model Dysgu Dwys i Fesur Glomerwlosclerosis mewn Sbesimenau Biopsi Arennau

Cyswllt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

RhagymadroddMae mwy na 100 000 o gleifion yn aros am atrawsblaniad aren.1 Er gwaethaf yr angen cynyddol, mae rhwng 17 y cant ac 20 y cant o'r arennau sy'n cael eu hadfer ar gyfer trawsblaniad yn cael eu taflu.2-4 Gyda phrinder organau a galw cynyddol amtrawsblaniadau aren, mae angen brys i leihau taflu organau diangen.3

Adroddir mai canlyniad y biopsi yw'r ffactor pwysicaf yn y penderfyniad i ddefnyddio neu daflu aren rhoddwr.5 Mae nifer o ymchwiliadau wedi cysylltu niwed cronig yn y rhoddwrsbesimenau biopsi arennaugyda chanlyniadau trawsblaniad.6-12 Lefel o 20 y cantglomerwlosclerosis byd-eangyn cael ei ddefnyddio'n aml fel pwynt torri yn y penderfyniad i drawsblannu ac mae'n ffactor mawr sy'n sail i pam mai canlyniad y biopsi yw'r rheswm mwyaf cyffredin y mae organ yn cael ei wrthod ar gyfer trawsblannu yn yr Unol Daleithiau.4

Mae astudiaethau diweddar yn dangos bod arennau derbyniol yn cael eu taflu oherwydd dehongliad sbesimen biopsi rhoddwr amrywiol ac anghyson.3,13,14 Hyd yn oed metrig sy'n ymddangos yn syml fel y ganranglomerwlosclerosis byd-eangyn amodol ar amrywiad dynol sylweddol.15-17 Mae arteffactau rhewi, diffyg arbenigedd isarbenigedd, samplu annigonol, a natur amser-sensitif y gwerthusiadau hyn oll yn cyfrannu at gamgymeriadau dynol.

Yn ddiweddar, mae dysgu dwfn (DL) wedi dangos y potensial i wella atgynhyrchedd a chywirdeb mewn arholiad histopatholegol.18-26 Mae astudiaethau blaenorol o labordai eraill wedi defnyddio dulliau DL ar gyfer canfod glomerwli ansglerotig a sglerotig byd-eang yn awtomataidd.27-31Fodd bynnag , mae'r technegau hyn yn dibynnu ar staeniau arbennig, megis staeniau asid cyfnodol-Schiff neu Masson trichrome, sy'n anymarferol mewn lleoliad amser-sensitif ar gyfer rhannau wedi'u rhewi. Mae gwaith blaenorol gan aelodau o'n grŵp yn disgrifio'r unig ganlyniadau a adroddwyd, hyd y gwyddom, sy'n dangos perfformiad uchel ar gyfer meintioli awtomataidd o ganranglomerwlosclerosis byd-eangdefnyddio delweddau sleidiau cyfan (WSI) o rannau wedi'u rhewi â staen hematocsilin-eosin.

cistanche bodybuilding da: ar gyfer cryfhau'r arennau

Rydym yn damcaniaethu bod dull DL o archwilio rhoddwrsbesimenau biopsi arennauyn perfformio'n well na phatholegwyr dynol wrth werthuso y cantglomerwlosclerosis byd-eangac y bydd gwelliant pellach yn cael ei alluogi trwy archwilio lefelau lluosog o adrannau. Mae'r samplu meinwe cynyddol hwn wedi'i ddamcaniaethu i leihau'r tebygolrwydd o waredu organau yn ddiangen a bydd yn mynd i'r afael â'r cwestiwn a yw technegau DL yn gysylltiedig â gwneud cynnydd sylweddol yn y gronfa organau rhoddwyr sydd ar gael.

Geiriau allweddol:Glomerwlosclerosis,aren, Sbesimenau Biopsi Arennau, trawsblaniad aren, glomerwlosclerosis byd-eang

DulliauRoedd yr astudiaeth hon yn dilyn y canllaw adrodd Adrodd Tryloyw o Fodel Rhagfynegiad Aml-newidiol ar gyfer Prognosis neu Ddiagnosis Unigol (TRIPOD) ar gyfer astudiaethau diagnostig a phrognostig. Adolygwyd a chymeradwywyd yr astudiaeth hon gan fwrdd adolygu sefydliadol Prifysgol Washington, a oedd hefyd yn hepgor yr angen i gael caniatâd gwybodus gan gleifion oherwydd bod yr astudiaeth hon yn defnyddio biospecimenau anadnabyddadwy yn unig o set ddata a oedd yn bodoli eisoes.

Casglu dataCafwyd y MSCau o sbesimenau biopsi rhoddwyr ymadawedig—98 o adrannau wedi’u rhewi â lliw hematocsilin-eosin a 51 o adrannau parhaol—wedi’u hadalw o gyfanswm o 83arennautrwy ddefnyddio samplau lletem a nodwydd. Cafwyd sbesimenau biopsi adran wedi'u rhewi a sbesimenau biopsi adran barhaol o wahanol arennau. O'r 83 o sbesimenau, roedd gan 62 o leiaf 2 lefel o doriad. Deilliodd delweddau sbesimen biopsi o gronfa ddata Prifysgol Washington o Gift of Life Michigan (adalwyd rhwng Awst 2015 a Thachwedd 2016 gan ddefnyddio sganiwr Sakura; chwyddhad, ×20) a Phrifysgol Washington (adalwyd rhwng Mehefin 2015 a Mehefin 2017 trwy Transplant Canolbarth America gan ddefnyddio a Sganiwr CS Appio Scanscope; chwyddhad, ×20). Unrhyw roddwr organau ymadawedig a gyflwynodd rhwng y dyddiadau hyn ac a gafodd abiopsi arennauar gyfer archwiliad patholegol mewnlawdriniaethol digidol yn gymwys ar gyfer yr astudiaeth hon. Roedd nodweddion demograffig a nodweddion clinigol rhoddwyr yn anhysbys i'r ymchwilwyr. Troswyd pob sgan o fformat SVS i TIFF ar gydraniad llawn (0.5 μm/picsel). Roedd meintiau delwedd yn amrywio o 105 megapixel i 1448 megapixel.

Anodi DataCafodd sleidiau eu hanodi gyntaf ar gyfer glomerwli nonsclerotic a sclerotig gan arbenigwr a ardystiwyd gan y bwrddarenpatholegydd (PW neu JPG), wedi'i adolygu gan ail batholegydd a ardystiwyd gan y bwrdd (TCL) sydd â phrofiad o ddehongli rhoddwrsbesimenau biopsi arennau, ac yna adolygiad terfynol gan arbenigwr arall a ardystiwyd gan y bwrddarenpatholegydd (PCW neu JPG). Roedd yr anodiadau diwygiedig terfynol yn wirionedd (hy, y safon aur) ar gyfer hyfforddi a gwerthuso modelau. Dangosir amrywioldeb nodweddiadol mewn cyfrif glomeruli gyda phob adolygiad yn eFfigur 1 yn yr Atodiad. Defnyddiwyd ategyn mewnol a ysgrifennwyd ar gyfer Fiji32 i amlinellu a dosbarthu glomerwli â llaw ar bob MYG i gynhyrchu masgiau label picsel o ranbarthau glomerwlws ar yr un cydraniad â'r rhiant MYG. Dosbarthwyd glomeruli naill ai fel sglerotic byd-eang (a ddiffinnir fel sglerosis yn cynnwys y tuft glomerwlaidd cyfan, gan gynnwys darfodedig, solidified, a diflannuglomerwlosclerosis byd-eang)neu sclerotic nonglobally. Cafodd yr holl feysydd eraill eu grwpio a'u labelu tubulointerstitium. Labelwyd cyfanswm o 1544 o glomerwli â sgleros fyd-eang a 6914 o glomerwli â sgleros heb fod yn fyd-eang mewn 149 o wahanol ddelweddau. Roedd y sbesimenau biopsi yn arddangos ystod eang o ganranglomerwlosclerosis byd-eang( { {0}} y cant { { }} y cant ). Nifer cymedrig (SD) y glomeruli fesul sleid oedd 57 (31).

Pensaernïaeth Model DLRoedd y model DL a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yn rhwydwaith niwral cwbl drawsnewidiol yn seiliedig ar bensaernïaeth VGG1633 a ddisgrifiwyd mewn gwaith blaenorol, a oedd yn cynnwys aelod o'n grŵp.34 Yn gryno, mewnbynnu data i'r rhwydwaith VGG16 a hyfforddwyd ymlaen llaw gyda phwysau wedi'u rhewi isod y dagfa (hy, yn union cyn yr haenau dosbarthu sydd wedi'u cysylltu'n ddwys). Disodlwyd yr haenau dosbarthu â chysylltiadau dwys VGG16 â 5 haen gwbl droellog gyda phwysau y gellir eu hyfforddi. Roedd y defnydd o bensaernïaeth gwbl drawsnewidiol trwy'r rhwydwaith cyfan yn galluogi trawsnewidiad "delwedd i ddelwedd", yn hytrach na thrawsnewidiad "delwedd i label", ar gyfer pob darn delwedd mewnbwn, ac mae'r olaf yn ddull sy'n llai cywir a llawer mwy. yn gyfrifiadurol ddrud.34 Cynhyrchodd y model cwbl drawsnewidiol fapiau picsel wedi'u samplu i lawr a gofrestrwyd i'r darn delwedd mewnbwn, gan roi'r tebygolrwydd mai tubulointerstitium oedd pob picsel allbwn, glomerwlws sglerosed nad yw'n fyd-eang, neu glomerwlws sglerosed byd-eang.

Paramedrau HyfforddiCafodd delweddau eu deisio i ddarnau o ddelwedd 2048 × 2048-picsel (1024 × 1024 μm) a oedd yn rhannol orgyffwrdd (straen, 1664 picsel neu 838 μm) ar gyfer mewnbwn hyfforddi. Dewiswyd clytiau ar gyfer hyfforddiant trwy samplu ar hap o'r gronfa gyfan o glytiau delwedd (tua 6500 o glytiau ym mhob set hyfforddi traws-ddilysu, hyd un cyfnod). Cafodd clytiau mewnbwn eu troi neu eu cylchdroi ar hap ( gan 0 gradd , 90 gradd , 180 gradd , neu 270 gradd ), gan roi 8-ychwanegiad plyg o ddata hyfforddi ar gyfer cyfanswm o tua 52 000 o glytiau hyfforddi posibl yn y pwll samplu. Perfformiwyd yr hyfforddiant gan ddefnyddio TensorFlow trwy leihau colledion traws-entropi categorïaidd, wedi'i bwysoli yn y dosbarth gan ddefnyddio cymhareb ar gyfer categorïau sglerosed i nonsclerosed i diwblointerstitial o 10:5:1 i wneud iawn am yr anghydbwysedd dosbarth. Defnyddiwyd optimeiddio disgyniad graddiant stochastig gyda chyfradd ddysgu gylchol rhwng 1e−4 ac 1e−2 a maint swp o 4 am 15 cyfnod.

Traws-ddilysuCafodd y model ei hyfforddi a'i brofi mewn 10-croes-ddilysu plyg, lle cafodd 10 y cant o'r MSCau eu hatal rhag cael hyfforddiant ym mhob plyg, a defnyddiwyd y model canlyniadol (wedi'i hyfforddi ar y 90 y cant o ddata sy'n weddill) i gynhyrchu rhagfynegiadau ar y MSC a ataliwyd. Delweddau o wahanol lefelau o'r un petharenyn cael eu dal allan gyda'i gilydd bob amser. Ni ddefnyddiwyd unrhyw wybodaeth o set brawf o blygiad traws-ddilysu i lywio hyfforddiant y plyg cyfatebol. Cynhyrchwyd rhagfynegiadau ar gyfer sleidiau a ataliwyd yn dameidiog yn ôl y cynllun deisio delwedd a ddisgrifir uchod (hy, clytiau 2048 × 2048-picsel gyda 1664- stride picsel), a chafodd y canlyniadau eu hailosod i gynhyrchu mapiau tebygolrwydd allbwn ar gyfer MSC cyfan.

Ôl-brosesuDefnyddiwyd laplacian safonol o algorithm canfod blob gaussian, sy'n addas iawn i nodi rhanbarthau crwn o ddwysedd delwedd uchel ar raddfeydd lluosog,35 i leoleiddio glomerwli unigol o'r mapiau tebygolrwydd. Canranglomerwlosclerosis byd-eangwedi'i gyfrifo gan y fformiwla 100 × S/N, lle S yw nifer y glomerwli â sgleros yn fyd-eang ac N yw cyfanswm y cyfrif glomerwli.

Dadansoddiad YstadegolCafodd cytundeb Pixelwise rhwng mapiau tebygolrwydd anodi a rhagfynegiad ei feintioli trwy'r cyfernod Dis a'r croestoriad dros fetrig undeb, wedi'i gyfrifo'n gyfanredol ar gyfer pob picsel ym mhob label allbwn. Cafwyd cyfrifon glomeruli ar ôl prosesu canfod blobiau ar sianeli mapiau tebygolrwydd sglerosed a di-sglerosed. Canranglomerwlosclerosis byd-eangei gyfrifo o'r cyfrifon hyn ar gyfer delweddau unigol, ac ar gyfer unigolarennau, trwy gronni cyfrifon ar gyfer pob lefel (2 yn nodweddiadol) sy'n gysylltiedig â phob unaren.Cymharwyd cyfrifon Glomeruli yn erbyn gwirionedd sylfaenol yr anodi, a chafodd cywirdeb ei asesu gan gyfernod cydberthyniad Pearson r a gwall gwraidd-cymedr-sgwâr (RMSE). Meintiau cyfatebol ar gyfer y cantglomerwlosclerosis byd-eangeu cyfrifo ar gyfer amcangyfrifon patholegwyr ar alwad, a chymharwyd y gwerthoedd hynny â pherfformiad y model.

Categoreiddio oarennaufel "derbyniol" ar gyfer trawsblaniad neu "gwrthodwyd" yn benderfynol o 20 y cantglomerwlosclerosis byd-eang, pwynt torri a ddefnyddir yn gyffredin mewn arfer clinigol cyfredol yn seiliedig ar ddata hanesyddol. Cyfrifwyd sgôr F1 fel swyddogaeth o wahaniaethu'n gywir a oedd sampl dros neu o dan y pwynt torri 20 y cant mewn perthynas ag anodiadau gwirionedd y ddaear. Cyfrifwyd cyfernod κ Cohen (dangosydd o gytundeb rhwng graddwyr) hefyd ar gyfer gwahaniaethu rhwng y model a phatholegwyr ar alwad ar y pwynt torri o 20 y cant, o gymharu ag anodi gwirionedd y ddaear a chyda'i gilydd.

Oherwydd bod y diffiniad oglomerwlosclerosis byd-eangyn cael ei fynegi'n naturiol fel cymedr dosraniad beta a roddir gan baramedrau S (nifer y glomerwli sglerosed byd-eang) a (N − S) (nifer y glomerwli sglerosed nad ydynt yn fyd-eang), fe'i defnyddiwyd i gyfrifo cyfyngau rhagfynegi 95 y cant sy'n gweithredu fel dangosydd o cywirdeb allbwn. Ystyriwyd bod 2-P < .05="" ag="" ochrau="" yn="" ystadegol="" arwyddocaol.="" cynhaliwyd="" yr="" holl="" ddadansoddiadau="" ystadegol="" rhwng="" mawrth="" 2018="" ac="" awst="" 2020="" gyda'r="" pecynnau="" python="" scikit-lean,="" fersiwn="" 0.22.1,="" a="" scipy.stats,="" fersiwn="">

Canlyniadau

Delweddu AllbwnDangosodd allbynnau delwedd a ragfynegwyd ar gyfer MSCs adran wedi'i rhewi a pharhaol gytundeb ansoddol â mapiau anodi targed (Ffigur 1). Roedd cyfernodau Dis cyfanredol yn 0.784 ar gyfer glomerwli sgleroslyd nad ydynt yn fyd-eang a 0.600 ar gyfer glomerwli â sgleros yn fyd-eang; croestoriad cyfanredol dros fetrigau undeb ar gyfer yr un grwpiau oedd 0.645 ar gyfer glomerwli â sgleros heb fod yn fyd-eang a 0.429 ar gyfer glomerwli â sgleros yn fyd-eang. Yn nodedig, roedd hyd yn oed adrannau wedi'u rhewi ag arteffactau sylweddol yn dangos cytundeb gweledol ansoddol rhwng gwirionedd sylfaenol yr anodi a rhagfynegiadau (enghraifft a ddangosir yn Ffigur 1A).

Gwerthusiad Canran Glomerwlosclerosis Byd-eang yn Seiliedig ar Sleidiau UnigolCroes-ddilysuglomerwlosclerosisroedd rhagfynegiadau ar sleidiau unigol hefyd yn dangos cydberthynas ag anodiadau (r {{0}}.916; 95 y cant CI, 0.{4}}.939; a RMSE=5.631 ; 95 y cant CI, 4.{{10}}.517; P < .001)="" (ffigur="" 2a).="" roedd="" gwahanu'r="" canlyniadau="" trwy="" dechneg="" paratoi="" sleidiau="" yn="" dangos="" bod="" rhagfynegiadau="" ar="" adrannau="" wedi'u="" rhewi="" yn="" dangos="" cydberthynas="" debyg="" â="" gwirionedd="" y="" ddaear="" (r="0.918;" 95="" y="" cant="" ci,="" 0.879-0.944;="" rmse="" {{="" 20}}.20;="" p="">< .001)="" (dffigur="" 3a="" yn="" yr="" atodiad),="" tra="" bod="" y="" grŵp="" parhaol="" yn="" dangos="" perfformiad="" uwch="" (r="0.940;" 95="" y="" cant="" ci,="" 0.896-0.965;="" rmse="4.32;" p="">< .001)="" (effigur="" 3d="" yn="" yr="" atodiad).="" dangosir="" cyfanswm="" y="" glomerwli="" a="" ganfuwyd="" gan="" y="" model="" yn="" ffigur="" 3a="" a="" b,="" sy'n="" dangos="" y="" cydberthynas="" rhwng="" glomerwli="" sglerosed="" nad="" yw'n="" fyd-eang="" â="" gwirionedd="" y="" ddaear="" (r="0.955;" 95="" y="" cant="" ci,="" 0.938-0.967="" ;rmse="8.383;" p="">< .001)="" a="" glomeruli="" sclerosed="" byd-eang="" gyda="" gwirionedd="" daear="" (r="0.934;" 95="" y="" cant="" ci,="" 0.909-0.952;="" rmse="" {{50)="" }}.718;p="">< .001).="" y="" gwahaniaethau="" cyfrif="" glomerwli="" cymedrig="" (sd)="" rhwng="" anodi="" a="" rhagfynegiad="" oedd="" 3.1="" (7.8)="" ar="" gyfer="" glomerwli="" heb="" eu="" sglerosi="" yn="" fyd-eang="" a="" 0.2="" (4.7)="" ar="" gyfer="" glomerwli="" â="" sgleros="" yn="" fyd-eang.="" gwelwyd="" canlyniadau="" cadarnhaol="" tebyg="" ar="" gyfer="" cyfrif="" glomeruli="" a="" ragfynegwyd="" wrth="" wahanu="" sleidiau="" trwy="" driniaeth="" (effigur="" 2a,="" b,="" e,="" ac="" f="" yn="" yr="">

Gwerthusiad o Ganran Glomerulosclerosis Byd-eang Yn seiliedig ar Sleidiau Wedi'u Cyfuno Gwellodd lefelau cronni berfformiad cyfrif glomerwli y model (Ffigur 3C a D; eFfigur 2C, D, G, ac H yn yr Atodiad) yn ogystal â chydberthynas glomerwlosclerosis ag anodiadau, fel y dangosir yn Ffigur 2B ( r=0.933; 95 y cant CI, 0.898-0.956; a RMSE=5.094; 95 y cant CI, 3.{{ 13}}.301; P < .001,="" ar="" gyfer="" adrannau="" wedi'u="" rhewi="" a="" pharhaol="" cyfun),="" gan="" wella="" perfformiad="" patholegwyr="" ar="" alwad="" ar="" yr="" un="" achosion="" (r="0.884;" 95="" y="" cant="" ci,="" 0.{{21}="" }.923;="" a="" rmse="6.523;" 95="" y="" cant="" ci,="" 5.191-7.783;="" p="">< .001)="" (ffigur="" 2c).="" roedd="" gwall="" glomerulosclerosis="" byd-eang="" fel="" y'i="" mesurwyd="" gan="" rmse="" 22="" y="" cant="" yn="" is="" ar="" gyfer="" y="" model="" nag="" ar="" gyfer="" patholegwyr="" ar="" alwad.="" dangosir="" cysondeb="" rhwng="" rhagfynegiadau'r="" model="" o="" glomerwlosclerosis="" byd-eang="" ar="" gyfer="" lefelau="" unigol="" a="" chyfun="" yn="" effigur="" 4="" yn="" yr="" atodiad="" fel="" gweddilliol="" mewn="" perthynas="" â="" gwirionedd="" sylfaenol="" yr="">

triniaeth rhyw anhwylder yr arennau

Gwerthusiad o Risg Camgymeriad Arennau Cafodd canlyniadau glomerwlosclerosis byd-eang cyfun ar gyfer yr anodiadau, rhagfynegiadau model, a phatholegwyr ar alwad eu didoli a'u plotio yn nhrefn y cynnydd yng nghanran glomerwlosclerosis byd-eang ar gyfer pob un o'r 83 aren a gynhwyswyd yn yr astudiaeth, ynghyd â'r cyfnodau rhagfynegi cyfatebol o 95 y cant a y pwynt torri o 20 y cant ar gyfer derbyn neu wrthod trawsblaniad organau rhoddwr (Ffigur 4B-F). Gan fod pob lefel o'r adran yn cael ei gwerthuso gan y patholegwyr ar alwad ar adeg y biopsi, mae eu canlyniadau'n cael eu hystyried yn werthusiadau cyfun. Mae arennau â chyfyngau rhagfynegi sy'n gorgyffwrdd â'r llinell pwynt toriad o 20 y cant mewn mwy o berygl o gael eu derbyn neu eu gwrthod yn anghywir os yw cyfrif glomeruli yn cael ei amcangyfrif yn anghywir. Dangosir y siawns o gategoreiddio aren â glomerwlosclerosis byd-eang o fwy nag 20 y cant yn anghywir yn Ffigur 4A. Gan ddefnyddio sleidiau unigol, roedd cyfradd gwallau rhagamcanol y model DL 15 y cant yn is nag ar gyfer patholegwyr ar alwad a bron yn union yr un fath ag anodiadau gwirionedd sylfaenol (hy, yr achos delfrydol). Gyda lefelau cyfun, gostyngodd cyfradd gwallau rhagamcanol y model DL i 37 y cant yn is na chyfradd y patholegwyr ar alwad. Yn yr un modd, roedd cyfradd gwallau rhagamcanol y model DL ar gyfer derbyniad organau gwallus gan ddefnyddio lefelau unigol 21 y cant yn is na chyfradd patholegwyr ar alwad, a 34 y cant yn is wrth ddefnyddio lefelau cyfun.

Dangosodd y sgôr F1 a Cohen κ ganlyniadau tebyg. Sgôr F1 model DL ar gyfer lefelau unigol wediglomerwlosclerosis byd-eangislaw 20 y cant oedd 0.896, a 0.950 ar gyfer y lefelau unigol hynny uwchlaw 20 y cant . Gwellodd y metrigau hyn wrth gyfuno lefelau i 0.926 ar gyfer y rhai o dan 2{{20}} y cant , a 0.964 ar gyfer y rhai dros 20 y cant . Roedd hyn yn cymharu'n ffafriol â'r sgorau F1 ar gyfer patholegwyr ar alwad o 0.852 ar gyfer y rhai o dan 20 y cant , a 0.929 ar gyfer y rhai dros 20 y cant . Cohen κ ar gyfer y model rhagfynegiadau ar lefelau unigol mewn perthynas â gwirionedd daear oedd 0.847, gan wella i 0.891 ar gyfer lefelau cyfun. Cohen κ am

roedd patholegwyr ar alwad mewn perthynas ag anodiadau cyfun yn is, ar werth o 0.781, ac yn 0.714 o gymharu â rhagfynegiadau lefel cyfun y model. Dangosir cytgord rhwng canlyniadau patholegydd a model ar gyfer canlyniadau lefel cyfun yn eFfigur 5 yn yr Atodiad fel gweddilliol mewn perthynas â gwirionedd y ddaear, wedi'i ddidoli yn ôl gwirionedd y ddaearglomerwlosclerosis byd-eangcanran a chyfrif cyfanswm glomeruli. Dangosir gwerth archwiliad aml-lefel trwy werthuso'r cyfnodau rhagfynegi o'r dosraniad beta. Darlun o'r dosbarthiad beta ar gyfer sbesimen biopsi damcaniaethol gyda 15 y cantglomerwlosclerosis byd-eangyn cael ei ddangos yn Ffigur 5A ar gyfer pyllau o lefelau 1, 2, 3, a 4, gan dybio bod gan bob lefel 58 o glomeruli a arsylwyd (y nifer cymedrig ar gyfer yr astudiaeth hon). Gellir dehongli uchder pob cromlin ar werth penodol ar yr echelin lorweddol fel y tebygolrwydd cymharol o amcangyfrif canranglomerwlosclerosis byd-eangi fod y gwerth hwnnw, o ystyried gwir ddosbarthiad glomerwli sglerosed a normal. Felly mae'r arwynebedd o dan y gromlin yn rhoi amcangyfrif o'r tebygolrwydd o gaelglomerwlosclerosis byd-eangamcangyfrifon o fewn terfynau integreiddio. Culhaodd y dosbarthiad gyda mwy o gronni. Yn bwysicach fyth, gostyngodd yr ardal normaleiddio o dan y gromlin y tu hwnt i'r pwynt torri gwrthod enwol o 20 y cant o 14 y cant gan ddefnyddio dim ond un lefel i 2 y cant wrth gronni 4 lefel (Ffigur 5B), gostyngiad 7-plyg yn y siawns am goramcangyfrif yn anghywirglomerwlosclerosis byd-eanga thaflu ar gam yr hyn a ddylai fod yn organ y gellir ei defnyddio. Er mwyn dangos ymhellach fanteision cronni gwastad, mae glomeruli yn cyfrif am 1000 o werthusiadau a ddewiswyd ar hap o sbesimenau biopsi rhoddwyr (o’r un gronfa ddata â’r 83sbesimenau biopsi arennaua ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon) i efelychu effeithiau cronni lefelau ar gyfer poblogaeth fawr. Mae'r

defnyddiwyd amcangyfrifon patholegydd ar alwad fel surrogates ar gyfer cyfrif glomeruli gwirionedd daear, ac efelychwyd cronni data trwy luosi'r cyfrifiadau a adroddwyd fesul lefel â nifer y lefelau efelychiedig yn y gronfa. Gan gymhwyso'r dadansoddiad a ddisgrifiwyd uchod i'r senario hwn, nifer yr achosion o daflu organau gwallus ar gyfer pob 1000arennauwould decrease from 31 to 13 by increasing the number of levels evaluated from 1 to 4 (Figure 5C). As a demonstration of the potential clinical workflow with the incorporation of DL techniques, the DL model's predicted annotations for 25 cases from the study data set were randomly selected (5 each with 0%-5%, 6%-10%, 11%-15%, 16%-20%, and >glomerulosclerosis byd-eang 20 y cant) ac fe'u cyflwynwyd i batholegydd, a werthusodd y delweddau histoleg gyda dosbarthiadau glomeruli wedi'u troshaenu a gynhyrchwyd gan fodel. Yna cywirodd y patholegydd unrhyw glomeruli a fethwyd neu a labelwyd yn anghywir mewn modd ac amserlen a oedd yn gyson ag arfer clinigol cyfredol. Roedd y gwerthusiad a ddiwygiwyd gan batholegydd wedi'i gydberthyn yn well â gwirionedd y ddaear (r=0.958) ac roedd ganddo wall is (RMSE=4.352) na'r patholegydd ar alwad (r=0). 613; RMSE=0.898) neu'r model DL yn unig (r=0.847; RMSE=7.535) (eFfigur 7 yn yr Atodiad).

Trafodaeth

Cafwyd canlyniadau calonogol gan y model DL, mewn canfyddiadau ansoddol (gweledol) a meintiol, ac ailadroddodd y canlyniadau a ddisgrifiwyd mewn gwaith cynharach gan aelodau ein grŵp ar set hyfforddi lai.34 Perfformiodd y model yn dda gan ddefnyddio naill ai adrannau wedi'u rhewi neu adrannau parhaol, gan wella - ffoniwch berfformiad patholegwyr. Tua 5 munud oedd yr amser i'r model brosesu MYG unigol, ymhell o fewn cyfyngiadau arferol ymgynghoriad patholeg mewn llawdriniaeth.

Mae chwyddo gwallau cyfrif wrth ddefnyddio sampl bach yn amlygu'r gwerth a gafwyd o gyfuno canlyniadau o lefelau lluosog a gafwyd o unbiopsi arennau.Trwch nodweddiadol rhoddwrbiopsi arennausbesimen yw 1 mm. Dim ond rhan gynrychiadol 5-μm-trwchus o'r feinwe hon y mae'r patholegydd yn ei harchwilio, gan adael cyfran sylweddol o'r meinwe hon heb ei gwerthuso.arenheb ei archwilio. Er ei bod yn bosibl nad yw glomeruli a samplwyd mewn adrannau dilynol yn annibynnol, gall y broses o baratoi sleidiau arwain at amrywiaeth sylweddol o adran i adran mewn glomerwlosclerosis byd-eang, waeth beth fo'r amrywioldeb arsylwyr (eFfigur 6 yn yr Atodiad). Trwy werthuso mwy o adrannau meinwe, gellir lleihau effaith yr amrywioldeb hwn a gwella dibynadwyedd y gwerthusiad sbesimen biopsi. Mae'r budd hwn i'w weld yn glir yn yr astudiaeth bresennol ar gyfer pob metrig (Ffigurau 2-4), a ddangosodd bob un ohonynt welliant wrth archwilio meinwe ychwanegol.

Mae safon gofal presennol yn gofyn am werthuso dim ond 25 glomeruli ac 1 i 2 lefel o adran oherwydd nad yw'n ymarferol cyflawni mwy o werthusiadau gan batholegwyr dynol yng nghyd-destun amser-sensitif o drawsblannu organau. Gallai defnyddio technegau DL i ychwanegu at allu dynol yn y lleoliad hwn ychwanegu organau hanfodol eu hangen at y pwll rhoddwyr. Gallai llif gwaith clinigol posibl gydag ymgorffori technegau DL fod fel a ganlyn: sbesimen yn cyrraedd y labordy toriad wedi'i rewi, lle mae sleid toriad wedi'i rewi yn cael ei baratoi a'i sganio. Yna caiff y MYG ei lanlwytho i leoliad diogel i'w ddadansoddi gan ddefnyddio'r model DL. Tra bod y model DL yn dadansoddi, gall y patholegydd fewngofnodi ac adolygu'r sampl ar gyfer canfyddiadau perthnasol eraill. Byddai canlyniad y model DL ar gael o fewn 5 i 10 munud, wedi'i gyflwyno i'r patholegydd fel troshaen graffigol o ddosbarthiadau glomeruli ar y ddelwedd histoleg, yna'n cael ei wirio (a'i ddiwygio os oes angen) gan y patholegydd, a'i ymgorffori yn yr adroddiad. Byddai'r adroddiad ei hun yn rhyngwynebu'n uniongyrchol â'r cofnod iechyd electronig clinigol.

CyfyngiadauMae rhai cyfyngiadau i'r astudiaeth hon. Astudiaeth un ganolfan ydoedd. Er bod y MSC wedi'u cynhyrchu gan ddefnyddio 2 sganiwr mewn 2 sefydliad, cynhyrchwyd y set ddata adran wedi'i rhewi yn gyfan gwbl mewn 1 sefydliad, tra bod y set ddata adran barhaol wedi'i chynhyrchu gan un arall. Er bod set ddata rhagarweiniol fach (n=17) yn awgrymu bod rhagfynegiadau model ar adrannau wedi'u rhewi yn dangos cyfatebiaeth resymol ag adrannau parhaol cysylltiedig a bod y model wedi perfformio'n well na phatholegwyr ar alwad ar yr adrannau rhewedig hyn (eFfigur 8 yn yr Atodiad), mae hyn nid oedd yr astudiaeth yn mynd i'r afael yn uniongyrchol â'r mater ar wahân o ba mor agos yr oedd yr adrannau wedi'u rhewi (yn ogystal â gwerthusiadau patholegwyr ohonynt) yn cyfateb i adrannau parhaol a gaffaelwyd ac a broseswyd wedyn o'r un sbesimen biopsi.

Roedd y set ddata yn fach o gymharu ag astudiaethau DL eraill. Fodd bynnag, archwiliwyd bron i 8500 o glomeruli i gyd, nifer gymharol uchel. Mae'r cyfyngiad ar werthuso niferoedd uwch o achosion yn gorwedd yn y broses lafurus o anodi MSC yn gyfresol. Er mwyn gwerthuso cadernid y model hwn ymhellach, bydd angen astudiaethau ychwanegol lle caiff y model ei brofi gan ddefnyddio MSC a gynhyrchir o labordai a sganwyr ychwanegol.

CasgliadauCanfu'r astudiaeth brognostig hon berfformiad gwell ar gyfer mesur y cantglomerwlosclerosis byd-eango MSC o drawsblaniad rhoddwr wedi'i rewi a pharhaol hematocsilin-eosin-staensbesimenau biopsi arennaugan fodel DL na phatholegwyr ardystiedig bwrdd ar alwad. Gwellwyd perfformiad ymhellach trwy archwilio adrannau meinwe ychwanegol, proses sydd y tu hwnt i allu patholegwyr o ran natur amser-sensitif gwerthuso sbesimenau biopsi rhoddwyr. Roedd y canlyniadau'n dangos llai o debygolrwydd o gam-nodweddu y cantglomerwlosclerosis byd-eangwrth ddefnyddio'r model DL, a thrwy hynny leihau'r tebygolrwydd y bydd organau rhoddwr yn cael eu taflu'n amhriodol neu o ddefnyddio organ nad yw'n optimaidd. Mae'r canfyddiadau'n dangos yr enillion sylweddol y gellid eu gwireddu trwy ddefnyddio dulliau DL mewn ymarfer clinigol patholeg lawfeddygol.