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重庆大学李顺波团队: 深度学习实现微流控芯片快速无标记血液评估

RSC英国皇家化学会 • 1 年前 • 234 次点击  


研究背景及摘要

输血治疗在临床的严重贫血、急性失血和手术中是必需的治疗手段,而血液中红细胞(RBCs)的质量直接影响患者输血治疗后的康复效果,因此,在输血之前对取自血库中的血液质量进行快速和准确的评价具有重要意义。

传统的血液质量评估方法需要专业人员判断,严重依赖人员的经验,且涉及试剂的使用以及多步耗时的操作。






近日,重庆大学李顺波团队重庆大学附属肿瘤医院葛闯合作开发了一种简单、低成本、无需标记和高精度的血液质量评价方法,将微流控技术和深度学习算法相结合,基于形态学将红细胞(RBCs)快速识别并分为六类,并基于六种红细胞的数量进一步完成对血液质量的评价。
该论文题为“Blood quality evaluation via on-chip classification of cell morphology using a deep learning algorithm”(《基于深度学习算法的细胞形态分类芯片实现血液质量评估》),发表在 Lab on a Chip 上。

研究内容

在这项工作中,作者巧妙的使用扁平的微流通道解决了细胞重叠和不同角度照片对分类鉴定的影响,优化了目标识别算法识别视野范围内的所有红细胞并自动将其分为六类,再结合图像式流式细胞的方法连续捕获通过视场区域的细胞,通过统计不同类红细胞的数量得到用以表征血液质量的形态学指数(MI)。另外,深度学习算法的使用解决了人为判定带来的偏差,可快速的实现形态相近的六种红细胞的分类判定。经过测试发现存储 7 天、14 天和 42 天的血液中红细胞的形态学指数(MI)分别为 84.53%, 73.33% 和 24.34%,证明了该方法能定量的判定血液的质量。这种基于微流控技术和深度学习算法的新技术不仅能用于血液质量的评估也可拓展到其他类型细胞的快速判定。

论文信息

Blood quality evaluation via on-chip classification of cell morphology using a deep learning algorithm
Yuping Yang, Hong He, Junju Wang, Li Chen, Yi Xu, Chuang Ge* and Shunbo Li * (李顺波,重庆大学)
Lab Chip, 2023, 23, 2113-2121
https://doi.org/10.1039/D2LC01078J

作者简介

杨玉平 工程博士研究生

重庆大学光电工程学院

重庆电子工程职业学院智慧健康学院

本文第一作者,李顺波团队工程博士研究生,拥有计算机科学与技术专业学士学位和计算机软件与理论专业硕士学位,博士期间的主要研究方向为生化传感器和智能生化检测。






李顺波 教授

重庆大学

本文通讯作者,重庆大学光电工程学院教授,博士生导师,主要研究方向为微流控系统、先进传感技术特别是生化传感与检测仪器。承担的科研项目包括科技部重点研发计划、自然科学基金、重庆市重点项目等,在国内外期刊发表论文超过 50 篇,部分高质量论文发表于:Advanced Materials、Angewandte Chemie、Small、Lab on a Chip 和 Biosensors and Bioelectronics 等国际期刊,获权中国发明专利 5 项,美国发明专利 1 项。
网页:http://coe.cqu.edu.cn/info/1197/2551.htm

相关期刊

Devices and applications at the micro- and nanoscale

rsc.li/loc

Lab Chip

2-年影响因子*7.517
5-年影响因子*8.368
最高 JCR 分区*Q1 仪器仪表
CiteScore 分11.7
中位一审周期38 


Lab on a Chip 报道微米和纳米尺度上的微型化研究,力求发表在物理技术(微米或纳米级的制造、流控、系统集成、分析分离技术等)和应用潜力方面都具有高影响力的原创性工作。该刊最为看重的是论文的创新性,所发表的论文通常要在以下两个方面都有所创新:(i) 微型化器件的物理、工程和材料;(ii) 在生物学、化学、环境科学、食品科学、医学、能源等领域中的应用。

Editor-in-Chief
  • Aaron Wheeler
    🇨🇦 多伦多大学

Associate editors

  • Jean-Christophe Baret
    🇫🇷 波尔多大学

  • Yoon-Kyoung Cho
    🇰🇷 蔚山科学技术院

  • Amy Herr
    🇺🇸 加州大学伯克利分校

  • Xingyu Jiang (蒋兴宇)
    🇨🇳 南方科技大学

  • Séverine Le Gac
    🇳🇱 特温特大学

  • Hang Lu
    🇺🇸 佐治亚理工学院

  • Manabu Tokeshi
    🇯🇵 北海道大学

  • Hongkai Wu (吴洪开)
    🇨🇳🇭🇰 香港科技大学

* 2021 Journal Citation Reports (Clarivate, 2022)
 CiteScore 2021 by Elsevier
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