論文の概要: Deep Learning Approach for Dynamic Sampling for Multichannel Mass
Spectrometry Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.13415v1
- Date: Mon, 24 Oct 2022 17:30:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-25 15:43:35.712203
- Title: Deep Learning Approach for Dynamic Sampling for Multichannel Mass
Spectrometry Imaging
- Title(参考訳): 多チャンネルマススペクトロメトリイメージングのための動的サンプリングのためのディープラーニングアプローチ
- Authors: David Helminiak, Hang Hu, Julia Laskin, and Dong Hye Ye
- Abstract要約: 動的サンプリング(DLADS)のためのディープラーニングアプローチ
動的サンプリング(SLADS-LS)のための教師付き学習手法
Multi-Layer Perceptron (MLP) Network (SLADS-Net)
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.142096610640108
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mass Spectrometry Imaging (MSI), using traditional rectilinear scanning,
takes hours to days for high spatial resolution acquisitions. Given that most
pixels within a sample's field of view are often neither relevant to underlying
biological structures nor chemically informative, MSI presents as a prime
candidate for integration with sparse and dynamic sampling algorithms. During a
scan, stochastic models determine which locations probabilistically contain
information critical to the generation of low-error reconstructions. Decreasing
the number of required physical measurements thereby minimizes overall
acquisition times. A Deep Learning Approach for Dynamic Sampling (DLADS),
utilizing a Convolutional Neural Network (CNN) and encapsulating molecular mass
intensity distributions within a third dimension, demonstrates a simulated 70%
throughput improvement for Nanospray Desorption Electrospray Ionization
(nano-DESI) MSI tissues. Evaluations are conducted between DLADS and a
Supervised Learning Approach for Dynamic Sampling, with Least-Squares
regression (SLADS-LS) and a Multi-Layer Perceptron (MLP) network (SLADS-Net).
When compared with SLADS-LS, limited to a single m/z channel, as well as
multichannel SLADS-LS and SLADS-Net, DLADS respectively improves regression
performance by 36.7%, 7.0%, and 6.2%, resulting in gains to reconstruction
quality of 6.0%, 2.1%, and 3.4% for acquisition of targeted m/z.
- Abstract(参考訳): 従来の直線走査を用いた質量分析画像(MSI)は、空間分解能の獲得に数時間から数日を要する。
サンプルの視野内のほとんどのピクセルは、基礎となる生物学的構造や化学的情報に関係しないことが多いため、MSIはスパースおよびダイナミックサンプリングアルゴリズムとの統合の候補として提示される。
スキャン中、確率モデルによって、どの場所が確率的に低エラーリコンストラクションの生成に不可欠な情報を含んでいるかを決定する。
必要な物理的測定回数を減少させることで、全体の取得時間を最小化する。
畳み込みニューラルネットワーク(cnn)を用いた動的サンプリング(dlads)の深層学習アプローチにより,ナノスプレー脱着電気スプレーイオン化(nano-desi)msi組織に対する70%のスループット向上が実証された。
低二乗回帰(slads-ls)と多層パーセプトロン(mlp)ネットワーク(slads-net)を用いて,dladと教師付き学習手法による動的サンプリングの評価を行った。
1つのm/zチャネルに制限されたSLADS-LSと、マルチチャネルのSLADS-LSとSLADS-Netに比較すると、DLADSはそれぞれ36.7%、7.0%、および6.2%のレグレッション性能を向上し、結果として6.0%、2.1%、および3.4%のリコンストラクション品質を得た。
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