Deep learning-based image analysis for in situ microscopic imaging of cell culture process

计算机科学 人工智能 阈值 生物过程 深度学习 过程(计算) 直线(几何图形) 中国仓鼠卵巢细胞 光学(聚焦) 模式识别(心理学) 计算机视觉 生物系统 图像(数学) 细胞培养 光学 数学 生物 遗传学 操作系统 物理 古生物学 几何学
作者
Xiaoli Wang,Guangzheng Zhou,Lipeng Liang,Yuan Liu,An Luo,Zhenguo Wen,Xue Z. Wang
出处
期刊:Engineering Applications of Artificial Intelligence [Elsevier BV]
卷期号:129: 107621-107621 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.engappai.2023.107621
摘要

Mammalian cell culture is an important bioprocess that directly affects the quality and yield of biopharmaceuticals. Traditionally, condition monitoring of the operation is based on sampling periodically and off-line analysis, which is labor intensive, time consuming, and causing time delays. In this work, in situ microscope is investigated for on-line real-time monitoring of the culture process of Chinese hamster ovary cells with focus on investigation of deep learning-based Mask R-CNN algorithm for image analysis. The model is trained by 184 images with 183,040 cells using data augmentation methods and transfer learning technique. Mask R-CNN segmented the clustered cells more effectively than the conventional one combining edge detection, intensity thresholding, and advanced watershed method as well as the multi-scale edge detection method. Its Dice score, accuracy, precision, sensitivity, F1 score, specificity, and relative volume difference reach 0.862, 0.945, 0.901, 0.827, 0.862, 0.977, and 0.082, respectively. The evolution of geometrical features of cells were further analyzed, including equivalent diameter, circularity, aspect ratio, and eccentricity. The result demonstrated the great potential of deep learning technology in analysis of on-line images for optimization and control of the cell culture process.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
LL驳回了爆米花应助
1秒前
2秒前
Loooong发布了新的文献求助10
3秒前
今后应助高胖采纳,获得10
4秒前
冰魂应助chichqq采纳,获得20
4秒前
里脊完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
无花果应助激昂的逊采纳,获得10
5秒前
6秒前
8秒前
10秒前
墨之未完成签到,获得积分10
10秒前
善学以致用应助学霸土豆采纳,获得10
11秒前
Hello应助包容的sakura采纳,获得10
11秒前
顾矜应助承乐采纳,获得10
11秒前
12秒前
不吃香菜完成签到,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
SciGPT应助yiyi采纳,获得10
13秒前
简单访卉发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
难过谷丝发布了新的文献求助10
15秒前
111发布了新的文献求助10
16秒前
缓慢的煎蛋完成签到,获得积分10
17秒前
英勇听兰发布了新的文献求助10
17秒前
研友_VZG7GZ应助jdjd采纳,获得10
18秒前
19秒前
西瓜完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
激昂的逊发布了新的文献求助10
21秒前
隐形曼青应助111采纳,获得10
22秒前
22秒前
甜心完成签到,获得积分10
22秒前
张叶卓发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
深情安青应助简单访卉采纳,获得10
24秒前
24秒前
皮皮发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 1200
Deutsche in China 1920-1950 1200
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 800
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3871122
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3413294
关于积分的说明 10683711
捐赠科研通 3137724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1731163
邀请新用户注册赠送积分活动 834633
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 781250