CIA-Net: تقسيم نواة الخلايا بشكل متين باستخدام تجميع المعلومات الواعي للحافة
الترجمة إلى اللغة العربية:تعد تقسيم حالات النواة بدقة خطوة حاسمة في التحليل الصوري المُساعَد بالحاسوب لاستخراج الخصائص الغنية لتقدير الخلية وتشخيصها وعلاجها. ومع ذلك، لا يزال هذا التحدي قائماً بسبب وجود مجموعات النوى على نطاق واسع، بالإضافة إلى الاختلافات الشكلية الكبيرة بين الأعضاء المختلفة التي تجعل تقسيم حالات النوى عرضة للتقسيم الزائد أو الناقص. علاوة على ذلك، فإن التسمية اليدوية والغير موضوعية بشكل حتمي تمنع الشبكة من التعلم من العينات الموثوقة وتقلل في النهاية من قدرتها على التعميم لتقسيم نوى الأعضاء غير المعروفة بشكل متين. لمعالجة هذه القضايا، نقترح شبكة عصبية عميقة جديدة تُعرف باسم شبكة جمع المعلومات الواعية للحدود (CIA-Net) مع وحدة جمع معلومات متعددة المستويات بين فكّريْن محددين للمهمة. بدلاً من الفكرين المستقلين، تستفيد هذه الشبكة من فوائد الارتباطات المكانية والنسيجية بين النوى والحدود من خلال جمع الخصائص الخاصة بالمهمة بشكل ثنائي الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك، اقترحنا دالة خسارة مبتكرة ومقطوعة بسلاسة تعديل الخسائر لتقليل الاضطراب الذي يسببه القيم المتطرفة. نتيجة لذلك، يمكن للشبكة التركيز على التعلم من العينات الموثوقة والمعلوماتية، مما يحسن بشكل أساسي قدرتها على التعميم. أثبتت التجارب في تحدي MICCAI 2018 لتقسيم نوى الأعضاء المتعددة فعالية الطريقة المقترحة لدينا، حيث تفوقت على جميع الفرق الأخرى المنافسة البالغ عددها 35 فريقًا بمقدار كبير.شرح بعض المصطلحات:- تقسيم حالات النواة (nuclei instance segmentation): هو عملية تحديد حدود كل نواة خلوية بشكل دقيق في الصور المجهرية.- التقسيم الزائد أو الناقص (over-/under-segmentation): يحدث عندما يتم تقسيم المنطقة الواحدة إلى عدة أقسام أكثر مما يجب (التقسيم الزائد) أو عندما يتم عدم تقسيم المناطق التي يجب أن تكون مقسمة (التقسيم الناقص).- شبكة جمع المعلومات الواعية للحدود (Contour-aware Informative Aggregation Network - CIA-Net): هي شبكة عصبية عميقة تم تصميمها لتحسين تقسيم نوى الخلايا باستخدام معلومات الحدود.- دالة خسارة مبتكرة ومقطوعة بسلاسة (smooth truncated loss): هي دالة رياضية تستخدم لتقييم أداء الشبكة وتقليل تأثير البيانات المتطرفة.- تحدي MICCAI 2018: هو تحدي علمي سنوي يهدف إلى تحسين التقنيات المتعلقة بالتحليل الصوري للأعضاء الحيوانية والبشرية.