Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2501.09218

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 定量方法

arXiv:2501.09218 (q-bio)
[提交于 2025年1月16日 ]

标题: 可解释的液滴数字PCR检测方法用于可信的分子诊断

标题: Interpretable Droplet Digital PCR Assay for Trustworthy Molecular Diagnostics

Authors:Yuanyuan Wei, Yucheng Wu, Fuyang Qu, Yao Mu, Yi-Ping Ho, Ho-Pui Ho, Wu Yuan, Mingkun Xu
摘要: 准确的分子定量对于推动传染病、癌症生物学和遗传疾病等领域的研究和诊断至关重要。液滴数字PCR(ddPCR)已成为实现绝对定量的金标准。虽然计算ddPCR技术已取得显著进展,但在不同操作环境中实现自动解释和一致适应性仍是一个挑战。为解决这些限制,我们引入了智能可解释液滴数字PCR(I2ddPCR)检测方法,这是一个综合框架,将前端预测模型(用于液滴分割和分类)与GPT-4o多模态大语言模型(MLLM,用于上下文感知的解释和建议)相结合,以自动化和增强ddPCR图像分析。这种方法超越了最先进的模型,在处理每张图像包含超过300个液滴且信噪比(SNRs)各异的复杂ddPCR图像时,准确率达到了99.05%。通过结合专用神经网络和大语言模型,I2ddPCR检测方法为绝对分子定量提供了一个强大且适应性强的解决方案,其灵敏度能够检测到低丰度目标,低至90.32 copies/{\mu }L。此外,它通过详细的解释和故障排除指导提高了模型的透明度,使用户能够做出明智的决策。这一创新框架有望在分子诊断、疾病研究和临床应用中发挥作用,特别是在资源匮乏的环境中。
摘要: Accurate molecular quantification is essential for advancing research and diagnostics in fields such as infectious diseases, cancer biology, and genetic disorders. Droplet digital PCR (ddPCR) has emerged as a gold standard for achieving absolute quantification. While computational ddPCR technologies have advanced significantly, achieving automatic interpretation and consistent adaptability across diverse operational environments remains a challenge. To address these limitations, we introduce the intelligent interpretable droplet digital PCR (I2ddPCR) assay, a comprehensive framework integrating front-end predictive models (for droplet segmentation and classification) with GPT-4o multimodal large language model (MLLM, for context-aware explanations and recommendations) to automate and enhance ddPCR image analysis. This approach surpasses the state-of-the-art models, affording 99.05% accuracy in processing complex ddPCR images containing over 300 droplets per image with varying signal-to-noise ratios (SNRs). By combining specialized neural networks and large language models, the I2ddPCR assay offers a robust and adaptable solution for absolute molecular quantification, achieving a sensitivity capable of detecting low-abundance targets as low as 90.32 copies/{\mu}L. Furthermore, it improves model's transparency through detailed explanation and troubleshooting guidance, empowering users to make informed decisions. This innovative framework has the potential to benefit molecular diagnostics, disease research, and clinical applications, especially in resource-constrained settings.
主题: 定量方法 (q-bio.QM) ; 人工智能 (cs.AI)
引用方式: arXiv:2501.09218 [q-bio.QM]
  (或者 arXiv:2501.09218v1 [q-bio.QM] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.09218
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Yucheng Wu [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 1 月 16 日 00:33:17 UTC (8,794 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
q-bio
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
cs
cs.AI
q-bio.QM

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号