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A Microscopic Image Processing Platform for Multi-class Cell Segmentation Using Deep Learning

delete2025-09-19
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OA
AI
Y
Yuzhou Wang
X
Xiaojie Li
F
Frank Kulwa
X
Xiaoyan Li
S
Shuochen Tai
S
Shuaiyi Tian
K
Kunyang Teng
M
Marcin Grzegorzek
X
Xinyu Huang
T
Tao Jiang
C
Chen Li
DOI:10.1016/j.imed.2025.08.002delete
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摘要

摘要

En 中文
背景 从肺癌和心脏病到罕见病,几乎所有疾病的研究都在加速推进。显微细胞图像分析是医学研究的重要领域。作为分析的第一步,分割是一个重要的临床关注点。然而,许多复杂性,如细胞大小或形状的变化、重叠区域、潜在的低对比度以及背景噪声,使得显微图像的自动分割成为一个复杂的问题。此外,目前缺乏既用户友好又能提供可信结果的图像处理系统。 方法 本文提出一个显微细胞处理平台,以实现高效准确的显微图像分析。首先,将2018年数据科学大赛(DSB2018)数据集(来自2018年Kaggle细胞分割竞赛)划分为训练集、验证集和测试集。然后,采用结合了分水岭算法(Watershed algorithm)的U-Net++进行显微细胞图像分割任务。第三,设计了一个基于QT的图形用户界面(GUI),用于显示分割过程、根据临床需求微调模型,并自动生成诊断结论。 结果 交并比(Intersection over Union, IoU)、精确率(Precision)、召回率(Recall)和F1分数的平均值分别达到0.846、0.908、0.925和0.917,这些高度满意的结果表明该平台的有效性。此外,分水岭算法(Watershed algorithm)的平均误差达到0.113,这一误差在临床诊断中可接受。与传统的分割方法相比,所提出的方法显著提升了性能。 结论 本研究聚焦于将自动分割与分析集成到图像处理平台中。凭借基于深度学习的高效分割和结果的高精度定量分析,该平台优于许多现有的医学分析系统,并在辅助医学诊断领域具有应用潜力。
Keyword:
Image Segmentation
Deep Learning
Image Analysis
U-Net++
Watershed
GUI
AI总结

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期刊

Intelligent Medicine 封面图
Intelligent Medicine
IF:
6.9
论文数:
198
被引数:
448

机构

S
shengy 20th middle school
学者数:
1
论文数: 1
被引数: 0
W
wenzhou medicial university
学者数:
1
论文数: 1
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N
Northeastern University
学者数:
2.5W
论文数: 1.6W
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C
Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
学者数:
1.1W
论文数: 5.2K
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U
university of luebeck
学者数:
182
论文数: 68
被引数: 0
C
chinese academy of sciences
学者数:
56.7W
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