論文の概要: Cell Spatial Analysis in Crohn's Disease: Unveiling Local Cell
Arrangement Pattern with Graph-based Signatures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.10166v1
- Date: Sun, 20 Aug 2023 05:26:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-22 17:18:01.563824
- Title: Cell Spatial Analysis in Crohn's Disease: Unveiling Local Cell
Arrangement Pattern with Graph-based Signatures
- Title（参考訳）: crohn病における細胞空間解析 : グラフを用いた局所細胞配置パターンの明らかに
- Authors: Shunxing Bao, Sichen Zhu, Vasantha L Kolachala, Lucas W. Remedios,
Yeonjoo Hwang, Yutong Sun, Ruining Deng, Can Cui, Yike Li, Jia Li, Joseph T.
Roland, Qi Liu, Ken S. Lau, Subra Kugathasan, Peng Qiu, Keith T. Wilson, Lori
A. Coburn, Bennett A. Landman, Yuankai Huo
- Abstract要約: クローン病(Crohn's disease, CD)は、慢性的に再発する炎症性疾患である。
細胞数や組織形態以外の より広い形態計測と 局所的な配列を理解することは 依然として困難です
我々は,H&E画像から6種類の異なる細胞を特徴付け,各細胞の局所的空間的シグネチャに対する新しいアプローチを開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.24727395217543
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Crohn's disease (CD) is a chronic and relapsing inflammatory condition that
affects segments of the gastrointestinal tract. CD activity is determined by
histological findings, particularly the density of neutrophils observed on
Hematoxylin and Eosin stains (H&E) imaging. However, understanding the broader
morphometry and local cell arrangement beyond cell counting and tissue
morphology remains challenging. To address this, we characterize six distinct
cell types from H&E images and develop a novel approach for the local spatial
signature of each cell. Specifically, we create a 10-cell neighborhood matrix,
representing neighboring cell arrangements for each individual cell. Utilizing
t-SNE for non-linear spatial projection in scatter-plot and Kernel Density
Estimation contour-plot formats, our study examines patterns of differences in
the cellular environment associated with the odds ratio of spatial patterns
between active CD and control groups. This analysis is based on data collected
at the two research institutes. The findings reveal heterogeneous
nearest-neighbor patterns, signifying distinct tendencies of cell clustering,
with a particular focus on the rectum region. These variations underscore the
impact of data heterogeneity on cell spatial arrangements in CD patients.
Moreover, the spatial distribution disparities between the two research sites
highlight the significance of collaborative efforts among healthcare
organizations. All research analysis pipeline tools are available at
https://github.com/MASILab/cellNN.
- Abstract（参考訳）: クローン病(Crohn's disease, CD)は、慢性的に再発する炎症性疾患である。
CD活性は組織学的所見、特にヘマトキシリンおよびエオシン染色(H&E)画像上で観察される好中球の密度によって決定される。
しかし、細胞数と組織形態以外の広範な形態計測と局所細胞配置を理解することは依然として困難である。
そこで我々は,H&E画像から6種類の異なる細胞を特徴付け,各細胞の局所的空間的シグネチャに対する新しいアプローチを開発した。
具体的には、各セルの隣接セル配置を表す10細胞近傍マトリックスを作成する。
散乱プロットとカーネル密度推定の輪郭プロットフォーマットにおける非線形空間投影にt-SNEを用いて,アクティブCDとコントロールグループ間の空間パターンのオッズ比に伴う細胞環境差のパターンを調べた。
この分析は2つの研究所で収集されたデータに基づいている。
この結果から, 細胞集合の特異な傾向を呈し, 特に直腸領域に焦点をあてた異種近縁パターンが明らかとなった。
これらの変異は、cd患者の細胞空間配置に対するデータの多様性の影響を強調する。
さらに, 両研究施設間の空間分布格差は, 医療機関間の協調作業の重要性を浮き彫りにしている。
すべての研究分析パイプラインツールはhttps://github.com/MASILab/cellNN.comで入手できる。
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