意大利卡利亚里大学首创红细胞AI显微镜医生(yi da li ka li ya li da xue shou chuang hong xi bao xian wei jing yi sheng)

adminadmin 西甲 2025-08-18 47 0

意大利卡利亚里大学首创红细胞AI显微镜医生(yi da li ka li ya li da xue shou chuang hong xi bao xian wei jing yi sheng)

zhè项由意大利利亚里大学数学与计suàn机科学系de·泽达、安德烈·洛多、塞西莉亚·迪·鲁贝托团duì及德国慕尼黑亥姆霍兹中xīn健康réngōngnéngyánjiūde斯滕·马尔共tóng完成de突破xìngyánjiū,发表于2025年8月dearXivběntái。有兴趣深入lede读者tōngguò论文编号arXiv:2508.08180v1访问完整yánjiūnèi容,相guāndài训练模xíngzàiGitHub平táideRedDino项目及Hugging Face模xíng库中开放获取。

当你去院做xuè常规检查shí生会zàixiǎn微镜下仔观察你xuè液中红bāode形状大小。zhèxiē看似jiǎndeyuánshínéng透露出许多健康信息:正常debāo应该shìyuánbǎodejiùxiàng刚出炉de小饼干;ér患有贫xuè、地中海贫xuè或疟疾等疾病de患者,红bāonéng会变成各zhǒng异常形状——有dexiàng镰刀,有dexiàng带刺de球,有de则变得guò于扁平或肿胀。

、史无qiándebāoxiàng收集

yánjiūduìde项重大gōngjiùshì构建qián所未有debāoxiàng库。他们jiùxiàng考古学家收集文物yàng,系tǒngxìng地搜集le全球范围nèi公开获得debāoxiàng集。zhèguò程并非jiǎnde堆积,érshìguòjīngxīn筛选chùde科学gōng程。

wèilezhèxiēshǐxiàng取出单bāoyánjiūduìyònglezhǒng互补defāng。第zhǒngfāngshì使shǐyòngwèiCellPosedebāofēngōng具,zhègōngjiùxiàngjīngde数字手shù刀,nénggòuquè地从xuè涂片中"切出"每独立debāotōngguòzhèzhǒngfāng,他们获得leguò300万fēn割出debāoxiàng。第二zhǒngfāngshìxuè涂片切fēn成224×224xiàngde小块,jiùxiàng幅大拼图切成许多小块yàngzhèyàng保持bāozài自然环境中de上下文信息,最终获得le125万xiàng块。

zhèzhǒng双重数取策略de巧妙之chùzài于平衡le节与整deguān系。单独debāoxiàngnéng让AI专注学习bāoběnde形态zhēngérxiàng块则néngbāngzhùAI理解bāozàixuè涂片中defēn布模式相互guān系。zhèjiùxiàngyào让学生仔yánjiū汉字de笔画结构,又yào让他们理解汉字zài句子中de使shǐyòngfāngyàng

liàngkòngshì收集guò程中deguān键环节。yánjiūduìyàoquè保图xiàngdeshùliàng,还yào平衡tónglèixíngbāodeliàngfēn布。由于zàishíxuèyàngběn中,正常红bāodeliàng远远超guò异常bāowèile避免AI系tǒng产生偏见,他们还jiālexiēbāoxiàngwèiduì照,zhèyàngbāngzhùtǒnghǎo地区fēntónglèixíngdexuèbāo

展开全文

二、创xīndeAIjiàshè

RedDinodeshùxīn建立zàiDINOv2自监督学习框jià基础上,但yánjiūduìduìbāofēnde殊需qiújìnle多项创xīnxìngjìnzhèguòjiùxiàng厨师根当地réndekǒu味偏hǎo调整传tǒng食谱yàng,需yàozài保持原有jīngdetóngshíjìnjīngdeběnhuà改造。

第二guān键改jìnshìyòngSinkhorn-Knoppsuàndàile移动平jūnxīnhuàfāngzhè项改jìnjiùxiànggěixiǎn微镜调整leshì观察红bāode光学shè置。Sinkhorn-Knoppsuànnénggòuhǎochù理红bāoxiàngdezhēngfēn布,使shǐAI系tǒngnénggòu更敏锐地捕捉dàotóngbāolèixíng之间de微差异。

yánjiūduìduìxiàngqiáng策略jìnlehuà。他们yòngAlbumentations库中de32zhǒngxiàng级增qiángfāngdàileDINOv2原有deqiáng策略。zhèjiùxiànggěiAIlezhǒngtóng光照条件、角清晰de训练yàngběn使shǐnénggòushìshíyòngnéngdàodezhǒngxiàngliànghuà

sān、多规模模xíngjiàshè

考虑dàotóngyòng场景duìsuànyuánjīngdetóngqiúyánjiūduìshèlesāntóng规模deRedDino模xíngjiùxiàng汽车厂商推出经济xíng、标准xíng豪华xíngtóngbǎnběnyàng,每bǎnběndōudeshìyòng场景。

RedDino小xíngxínghán2200万cān数,zhēngwèi384,批chù理大小wèi512。zhèbǎnběnjiùxiàngtái轻便de便携xiǎn微镜,虽然gōngnéngduì基础,但运行快,duì硬件yàoqiú低,非常shìyuánxiànde基层疗机构或需yào初步筛查de场景。

RedDino基础模xíng拥有8600万cān数,zhēngdào768,批chù理大小wèi384。zhèshìyánjiūduì推荐detōngyòngbǎnběnzàixìngnéng之间达dàole最佳平衡。jiùxiàngtáixìngnéngjūndeyòng轿车,它既néng满足日常使shǐyòngqiú,又会造成yuán浪费。zàishíshì中,基础模xíngzài大多数rèn务上dōuxiàn,成wèileshíyòngde选择。

RedDino大xíngxíngshìxìngnéngdefēng之作,拥有30400万cān数,zhēngdào1024,批chù理大小wèi256。zhèbǎnběnjiùxiàngtáiduānyánshè备,nénggòu捕捉dàodebāo形态差异,shìduìquèxìngyàoqiú极高deyányòng或疑难病zhěnduàn

xíngdōuguòle2000次迭dài训练,zhè训练轮数shìtōngguòliàngshíquède最优值。yánjiūduìxiàn,训练shíguò短会导致模xíngxìngnéng足,ér训练shíguò长反ér会出xiànguòxiànxiàngjiùxiàng学生复习guònéngzàishì中表xiàn反常yàngzhèzhǒngxiànxiàngzài基础模xíngyánjiū中并罕见,需yàotōngguòjīngquèkòng制训练guò程来获得最佳效果。

训练guò使shǐyòngle两块NVIDIA A100 80GB GPU,zhèshìqián最先jìndeAI训练硬件之wèileshìtóngxíng规模duìnèidetóngqiúyánjiūduìduìxíngyòngletóngdechù理大小。zhèzhǒngjīnghuàdeyuánguǎnquèle训练guòde稳定xìng

xíngdecānshè置严格遵循leshǐDINOv2decān数配置,zhèyàngdehǎochùshìfēnyòngDINOv2zài自然图xiàng上积累degōng经验,tóngshítōngguòqiándeduìxìngjìnshì应红bāofēnde殊需qiúzhèzhǒng承与创xīn相结deshè计思路,既保证leshùdexìng,又shíxiànle领域dehuà

四、全miàndexìngnéng

wèile验证RedDinodeshí效果,yánjiūduìshèle套严谨érmiànde系,jiùxiàngwèixīnjìn行多阶段línshìyàng,从多验证系tǒngdexìngshíyòngxìng

deyào战场shìbāo形态fēnlèirèn务。yánjiūduì选择lesān具有dàixìngdeshì集:Elsafty数shìde旗舰产品,包hán24万张图xiàngfēnwèi9tónglèi别,来自4tóngdeyuánzhèzhǒngyuánxìng别重yàoyīnwèinéng模拟真shí疗环境中tóng院、tóngshè备产生dexiàng差异。Chula数集包hán约2万张图xiàng,涵盖12bāolèi别,érDSE数集则有5659张图xiàngfēnwèi8lèi别。

fāngyònglesānzhǒngtóngde策略,每zhǒngdōudezhěnduàn意义。线xìng探测jiùxiànggěiAIjìn行专业知识考shìtōngguòzàidezhēng基础上训练jiǎndefēnlèi器来评zhēngliàngzhèzhǒngfāngnénggòu直观地反映RedDino学dàodezhēngduì下游rèndeshìyòngxìng

Kjìnfēnlèi则更xiàngshìshìAIde直觉判duànnéng力。当遇dàoxīndebāoyàngběnshí,系tǒng会寻找训练数中最相似deKyàngběn,根zhèxiē"邻居"delèi别来jìnfēnlèiduànzhèzhǒngfāngshìtǒngzàimiànduìxīnyàngběnshídehuànéng力,zhēng空间中相似yàngběnlèidexìng

zàiElsafty数集上deyòngle"留yuán验证"de策略,zhèshìzhǒng别严格deshìfāng。系tǒngzài来自yuándeyàngběnjìn行训练,然后zàisānyuándeyàngběnjìn行测shìzhèguò程会循环jìn行,què保每yuándōuyòng作测shì集。zhèzhǒngfāngnénggòu有效评tǒngduìtóng院、tóngshè备产生dexiàngdeshìnéng力,直接反映lezàishílín床应yòngnéngdàode批次效应问题。

指标de选择guòlejīngxīn考虑。准què反映letǒngdequè,平衡准què则考虑lelèi平衡问题,érjiā权F1fēn数综考虑lejīngquèzhàozhèsān指标jiùxiàngtóng观察tóngnénggòu供更全miàndexìngnéngxiàng

最令rén振奋de结果出xiànzàixìngnéngduì比中。zài线xìng探测评中,RedDino相比xiàn有最佳fāngle2.5%dejiā权F1fēn数。虽然2.5%看起来大,但zàizhěnduàn领域,zhèyàngde升往往意味着nénggòuquèzhěnduàn更多de患者,具有重yàodelín床价值。zàiKjìn邻评中,升幅jiāxiǎn著,达dàole3%上。

五、zhēnghuà与interpretability验证

wèile深入理解RedDinodegōng作机制,yánjiūduìjìnledezhēnghuàfēn析,jiùxiàng解剖xiǎn微镜观察bāonèi部结构yàngzhèxiēfēnjiēleAI系tǒng"思考""判duàn"红bāodezhēng

UMAP(tǒng流形逼jìn投影)huàle观察角使shǐyòngElsafty数deyuán,UMAP投影xiǎn示出清晰delèi结构,tónglèidebāozàizhēng空间中形成leduì独立de区域。更重yàodexiànshì,来自tóng患者deyàngběnzàizhēng空间中jūnfēn布,没有形成明xiǎnde患者xìnglèizhè表明RedDino成gōng避免le批次效应问题。

érhuà结果jiēlexiē挑战。某xiēzàilín床上定义模糊delèi别,如yuán形红bāo、椭yuánbāo边界椭yuánbāozàizhēng空间中出xiànle重叠xiànxiàngzhèzhǒng重叠并非系tǒng缺陷,érshì反映lezhèxiēbāolèixíng之间běnjiùzàide连续xìngguòguān系。jiùxiàng光谱中很难jīngquè界定蓝绿de边界yàng,某xiēbāo形态defēnlèiběnjiù具有de主观xìng

六、与xiàn有技shùdeduì

RedDino与xiàn有技shùdeduìfēnjiēlezhèyánjiūde真正价值所zàiyánjiūduì选择le具有dàixìngdeduì比基准,包括传tǒngdeResNet50深学习模xíng、原shǐdeDINOv2模xíng及专门wèixuè液学shèdeDinoBloom模xíng

与原shǐDINOv2deduì比则验证leduìxìngjìndeyàoxìng。虽然DINOv2běnjiùshìqiángdezhēng取器,但RedDinotōngguò移除Koleo正则huà器、采yòngSinkhorn-Knoppsuàn等改jìnzàibāofēnrèn务上取得le持续且稳定dexìngnéng升。zhèzhǒngzài所有测shì集上dōudàole验证,证明le领域定优huàde价值。

最有意思deduì比来自与DinoBloomde比较。DinoBloomshì专门wèixuè液学应yòngshède基础模xíngshìRedDino最直接dezhēngduì手。然ér,RedDinozài几乎所有评指标上dōu优于DinoBloom,即使shǐshìzàiDinoBloom曾经训练guòdeChula数集上。zhè结果别有说服力,yīnwèi它表明RedDinode优势并非来自于数优势,érshì来自于更hǎodexíngshè训练策略。

值得注意deshìxìngnéngzàiKjìn邻评中更wèixiǎn著。zhèxiànxiàng反映leRedDinozhēng空间de优越xìng质:相似debāozàizhēng空间中quèshíjiājìntónglèixíngdebāo则保持lede距离。zhèzhǒngzhēng空间de结构duìshíyòng非常重yàoyīnwèi它意味着系tǒngdeduàn具有更hǎode解释xìng稳定xìng

跨数dexìngxiànshìyàoxiànzài所有测shìde集上,RedDinodōuxiànle正向dexìngnéng升,平jūnjìnzài4-6%之间。zhèzhǒngxìng表明RedDino学dàodezhēng具有良hǎodehuànéng力,依赖于定数dexìng质。

suànfāngmiàndeduìtóngyàngyào。RedDino基础模xíng虽然比小xíngxíngcān数多,但zài大多数rèn务上表xiàn最佳,xiànlehǎode-xìngnéng平衡。érxíngxíng虽然cān数最多,但zàixiērèn务上dexiàn升有xiànzhèyánjiūzàishíyòng中需yàoqiú选择shìdexíng规模。

七、shíyòng潜力与环境影响

RedDinodeshíyòng潜力xiànzàimiàn。最直接deyòng场景shì自动huàxuèfēn析系tǒngzhèlèitǒngnénggòu大大xuè常规检查dequèxìng。目qián,许多dexuèfēn析仍然依赖réngōngxiǎn微镜检查,zhè仅效低下,ér且容易受dào操作者经验疲劳状态de影响。RedDinowèizhèxiētǒngdexīnsuàn供24小shíduànde高质liàngfēn析服务。

zàiyuánxiànde地区,RedDinode价值更jiā突出。许多偏远地区de疗机构缺乏经验丰富dexuè液学专家,RedDinowèi"远程专家",协zhù当地jìn行准quèdexuèfēn析。shìRedDino小xíngxíng,由于较低de硬件yàoqiú,非常shì部署zàiyuánxiànde基层疗机构。

zàiyán领域,RedDinowèi大规模xuè液学yánjiūleqiánggōng具。yánjiūyòngRedDinochù理大liàngdexuèyàngběnxiàng,发xiànxīnde疾病模式,或验证xiànde学假说。zhèzhǒngtōngliàngdefēnnéngshìtǒngréngōngfāng匹敌de

yánjiūduìduì环境影响gěileguān注,zhèxiànlexiàndàiAIyánjiūderèn感。整shíguòde碳排放liàngsuànwèi4.15千克二氧huà碳当liàngzhè数字虽然看起来大,但yánjiūduì仍然明què记录并报告lezhè信息。zhèzhǒng透明xiànleyánduì环境持续xìngdeguān注。

相比于传tǒngdexíng训练,RedDinode环境影响相duì较小,zhèyào于高效de训练策略硬件利yòng使shǐyòng两块A100 GPUjìn行2000次迭dài训练,zàiqiándeAIyánjiū标准下shì相当高效de。更重yàodeshì旦训练完成,RedDino被无数次使shǐyòngéryào额外de训练成běn,从长远看环境效shìmiànde

yuán策略jìn步放大leRedDinode积极影响。tōngguòzàiGitHubHugging Face平tái开放dài训练模xíngyánjiūduì使shǐ全球deyánjiū开发者dōunéng使shǐyòngzhè项技shù,避免le重复开发造成deyuán浪费。zhèzhǒng开放式创xīn模式正成wèiAIyánjiūde主流趋势。

八、技shùxiànxìng与未来展望

guǎnRedDino取得lexiǎn著成果,但yánjiūduì坦诚地讨论leshùdexiànxìng。首先shìlèi别边界模糊问题,某xiēbāo形态lèi别之间存zài连续xìngguò渡,缺乏清晰delín床定义边界。zhèshìshù问题,érshìběnde客观挑战,但它quèshí会影响自动huàfēndequèxìng

平衡shì挑战。zàishídelín床环境中,病理xìngbāo往往shì少数,zhèzhǒng天然de平衡会影响AI系tǒngde学习效果。虽然yánjiūduìyònglexiē策略来缓解zhè问题,如jiā入白bāoxiàngwèiduì照,但zhè问题仍然需yào更多创xīnxìng解决fāng案。

shè备泛huànéng力仍有改jìn空间。尽guǎnRedDinozàiyuán上表xiànhǎo,但tóng厂家dexiǎn微镜shè备、rǎnshìxiàngcāndōunéng影响图xiàngliàngyàoshíxiàn真正de即插即yòng,还需yàoqiángdeshìnéng力。

标注质liàng依赖xìngshì所有学AI系tǒngmiànlíndetóng挑战。RedDinode依赖于xiàn有数de标注质liàngérzhèxiē标注běnnéngzài主观xìng或错误。建立更高质liàngde标准数集仍然shì领域需yào努力defāng向。

展望未来,RedDinode发展有几yàofāng向。多模态融shì中之,将红bāo形态fēn析与他检验指标(如xuè红蛋白浓、白bāo计数等)结néngshíxiàn更准quède疾病zhěnduànshíshífēnnéngde很重yào,未来bǎnběndeRedDinonéngyàozài保持准quèxìngdetóngshíchù,满足lín床快zhěnduàndeqiú

xìnghuàshìshì发展fāng向。tóngréndebāozhēngnéngzài差异,未来deRedDinonéngyàoduìtóngzhǒng族、年龄xìng别群jìn行优huàzhèyào更大规模、更多yànghuàde训练数及更sophisticateddexíngjià构。

集成huà解决fāngshìshíyòngde必然yàoqiú。RedDino需yàoxiànde院信息系tǒngshí验室guǎn理系tǒng无缝集成,duāndàoduānde解决fāng案。zhè仅涉及技shù问题,还需yào考虑疗行业deyàoqiúyòng户习惯。

dào底,RedDinodàile学AI发展deyào里程碑。它zàishùshíxiànle突破,更重yàodeshì证明le领域专门huàAI系tǒngde巨大潜力。tōngguò专注于红bāofēnzhè领域,yánjiūduì创造出letōngyòngtǒng更优xiùde专业gōng具。zhègōng模式néng会启发更多针duì学领域deAIyánjiū

zhèyánjiūde开放xìng策略值得赞扬。tōngguòyuándài训练模xíngyánjiūduìwèi全球de疗AIyánjiū贡献le宝贵yuánzhèzhǒngjiāleshù传播,jìnle协作创xīnzài疗健康zhèyàngguānrénlèi福祉de领域,开放作比封闭竞zhēng更有价值。

从更宏观de看,RedDinoxiànleAI技shùtōngyòng走向专业de发展趋势。随着AI技shùde成熟,jiǎndexìngnéng满足shíyòngqiú,针duì定领域dehuàwèixīndezhēng焦点。RedDinozàizhèfāngmiànlexiùde,展示le将先jìndeAIjià构与领域专业知识有机结

duìtōng患者ér言,RedDino技shùdenéng意味着更快、准què、经济dexuè液检查服务。duì疗从业者,它leqiáng有力dezhùzhěnduàngōng具。duì于全球疗健康shì业,它dàileshùjìn步带来dexīnnéngxìng。虽然yàoshíxiàn广泛delín床应yòng还需yàoshí间,但RedDinowèizhè目标diànleshídeshù基础。

Q&A

Q1:RedDinoshìshén么?它与tōngdeAI有shén么区别?

Q2:RedDino如bāngzhùzhěnduàn疾病?准quèxìng

Q3:tōngnéng使shǐyòngRedDinoma?需yàoshénshè备?

A:RedDino经开yuánrèndōu免费获取使shǐyòngyánjiūduìlesānbǎnběn:小xíngbǎnběnshì基层院,只需tōngsuànshè备;基础bǎnběnxìngnéngjūn衡,shì大多数院;大xíngbǎnběnjīng最高,shìxíng疗中xīn院只需yàoxiàndexiǎn微镜suànshè备,jiùtōngguòGitHub或Hugging Face平tái下载使shǐyòng

版权声明

本文仅代表作者观点,不代表xx立场。
本文系作者授权xx发表,未经许可,不得转载。

喜欢0发布评论

评论列表

发表评论

  • 昵称(必填)
  • 邮箱
  • 网址