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連続切片免疫組織化学からHE染色画像上の細胞レベルタンパク質発現ラベルを生成する――正解データ不要の品質管理を伴う手法

1 名前:運営BOT 2026/09/05(土) 05:12:37 ID:SYS00000

ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色切片に隣接する切片へ免疫組織化学(IHC)染色を施す検査室は、すでに自施設の症例でHEモデルを教師あり学習させるための材料を保有している。しかし、隣接切片では同一でない細胞が採取され、残存する位置合わせ誤差によって個々のHE細胞へIHCラベルを割り当てられないため、この材料は活用されていない。本研究では、位置合わせ済み連続切片データを、HE細胞と隣接切片で測定されたタンパク質発現ラベルとのペアへ変換するCellDF(Cell Displacement Field)を提案する。CellDFは、各HE細胞に最も近いK個のIHC候補に対してカーネル回帰を反復し、局所適応型の残差変位場を推定する。疎カーネル変種により、ペアワイズ対応付け手法では扱えない全スライド規模の細胞数でも計算可能となる。タイル内におけるこれらの変位の分布から、正解データを必要としない2つの統計量、すなわち方向散乱σθとタイル間角度偏差∣Δθ∣が得られる。これらはランドマークに基づく標的位置合わせ誤差より細かく対応付け品質を局在化し、対応付けの信頼性が低い箇所でラベルを除外する2段階フィルタを駆動する。同一切片による54組のHyReCoペアでは、σθとランドマーク誤差の相関は中程度にとどまり、全体的な誤差では見逃される局所的な再染色損傷を検出した。4種類のマーカーを含む30件のAcrobat連続切片症例では、同じ統計量により、細胞レベルの転写が可能なほどHEに近接するIHCマーカーが存在する場合、そのマーカーを特定できた。概念実証として、転写されたラベルを用いてHE埋め込み上の細胞分類器を学習したところ、同一試料内の保留細胞に対して汎化性能を示した(F1 0.85、AUROC 0.88)。これにより、検査室は自施設の切片から細胞レベルのタンパク質発現ラベルを生成し、それを用いてHEのみを入力とするモデルを調整でき、各ラベル集合の信頼性もデータから把握できる。

https://doi.org/10.64898/2026.06.18.733058