FindFoci: a focus detection algorithm with automated parameter training that closely matches human assignments, reduces human inconsistencies and increases speed of analysis

Accurate and reproducible quantification of the accumulation of proteins into foci in cells is essential for data interpretation and for biological inferences. To improve reproducibility, much emphasis has been placed on the preparation of samples, but less attention has been given to reporting and standardizing the quantification of foci. The current standard to quantitate foci in open-source software is to manually determine a range of parameters based on the outcome of one or a few representative images and then apply the parameter combination to the analysis of a larger dataset. Here, we demonstrate the power and utility of using machine learning to train a new algorithm (FindFoci) to determine optimal parameters. FindFoci closely matches human assignments and allows rapid automated exploration of parameter space. Thus, individuals can train the algorithm to mirror their own assignments and then automate focus counting using the same parameters across a large number of images. Using the training algorithm to match human assignments of foci, we demonstrate that applying an optimal parameter combination from a single image is not broadly applicable to analysis of other images scored by the same experimenter or by other experimenters. Our analysis thus reveals wide variation in human assignment of foci and their quantification. To overcome this, we developed training on multiple images, which reduces the inconsistency of using a single or a few images to set parameters for focus detection. FindFoci is provided as an open-source plugin for ImageJ

Инструментальное исследование доз облучения и условий работы персонала рентгенохирургических бригад

The purpose of the study was an experimental assessment of the conditions for the formation and values of equivalent doses of irradiation of the lenses of the eyes, as well as the effective doses of irradiation of personnel in X-ray operating rooms of a cardiological profile. Particular attention to the control of eye lens irradiation is due to the need to harmonize domestic regulatory documents with the new IAEA safety standard GSR Part 3. The study was performed using a complex phantom, including an anthropomorphic phantom of a human head and a water phantom imitating the torso of an X-ray surgical team member. The results of assessments of individual eye lens irradiation doses, obtained both on the basis of integrated measurements by thermoluminescent dosimetry methods, and by calculation based on measurements of the ambient dose equivalent rate at the personnel workplaces, showed that at the maximum operating parameters of the X-ray tube (high voltage and a large number of frames per second), annual doses to the lenses of the eyes, even for assisting personnel, may exceed the new recommended dose limit of 20 mSv. The assessment of the ratio between the doses of irradiation of the whole body (chest), neck and lenses of the eyes showed the possibility of estimating the doses of irradiation of the lenses of the eyes of the assisting personnel of X-ray surgical teams using a thermoluminescent dosimeter placed over a protective apron in the neck area. For the category of personnel under consideration, the priority is to control the irradiation of the lenses of the eyes, and not the whole body.Целью исследования являлась экспериментальная оценка условий формирования и величин эквивалентных доз облучения хрусталиков глаз, а также эффективных доз облучения персонала рентген-операционных кардиологического профиля. Особое внимание к контролю облучения хрусталиков глаз обусловлено необходимостью гармонизировать отечественные нормативные документы с новым стандартом безопасности МАГАТЭ GSR Part 3. Исследование было выполнено с использованием комплексного фантома, включающего антропоморфный фантом головы человека и водяной фантом, имитирующий торс участника рентгенохирургической бригады. Результаты оценок индивидуальных доз облучения хрусталиков глаз, полученных как на основании интегральных измерений методами термолюминесцентной дозиметрии, так и расчетным путем на основании измерений мощности амбиентного эквивалента дозы на рабочих местах персонала, показали, что при максимальных параметрах работы рентгеновской трубки (высокое напряжение и большое количество кадров в секунду) значения годовых доз облучения хрусталиков глаз даже у ассистирующего персонала могут достигать значений нового рекомендованного предела дозы в 20 мЗв. Выполненная оценка соотношения между дозами облучения всего тела (грудь), шеи и хрусталиков глаз показала возможность оценки доз облучения хрусталиков глаз у ассистирующего персонала рентгенохирургических бригад с помощью термолюминесцентного дозиметра, размещенного над защитным фартуком в области шеи. Для рассматриваемой категории персонала приоритетным является контроль за облучением именно хрусталиков глаз, а не всего тела

Новые алгоритмы оценивания значения аттестуемой характеристики стандартных образцов веществ и материалов способом межлабораторной аттестации

In this work, algorithms for the characterization of reference materials are developed based on the data model of an interlaboratory experiment containing hidden uncertainties. These algorithms make it possible to evaluate hidden uncertainties, and, taking into account these estimates, adjust the data and obtain an agreed value of the certified characteristics. The Monte Carlo method was used to study the properties of estimates of hidden uncertainties, as well as the study of new algorithms in comparison with traditional ones.В настоящей работе на основе модели данных межлабораторного эксперимента, содержащих скрытые неопределенности, разработаны алгоритмы характеризации стандартных образцов, позволяющие оценить скрытые неопределенности и с учетом этих оценок скорректировать данные и получить согласованное значение аттестуемой характеристики. Методом Монте-Карло произведено исследование свойств оценок скрытых неопределенностей, а также исследование новых алгоритмов в сравнении с традиционными

Совершенствование государственного первичного специального эталона единицы давления для разности давлений ГЭТ 95–75

This article is devoted to improving the state primary special standard of the pressure unit for the pressure difference of the GET 95-75. The article describes the stages and results of work to improve the standard.Данная статья посвящена совершенствованию государственного первичного специального эталона единицы давления для разности давлений ГЭТ 95-75. В статье изложены этапы и результаты работ по совершенствованию эталона

On the use of pure inorganic substances in metrology of analytical measurements

Analysis revealed, that in the area of chemical composition measurements high-purity substances may be regarded as the best measurement capabilities in the database of the International Bureau of Weights and Measures. Until now none of the countries of the world has the complete collection of high purity substances with evaluated purity level. At the present time the development of high-purity substances with evaluated values of mass fractions of the base substance is intensively going on to ensure metrological traceability to SI units using both primary methods and other instrumental methods of analysis

Алгоритмы оценивания однородности стандартных образцов состава и свойств дисперсных и монолитных материалов

Production, characterization and certification of reference materials (RMs) are key activities in ensuring the metrological traceability of measurement results in various industries. One of the sources of RM uncertainty is the standard uncertainty due to heterogeneity. Estimation of the standard uncertainty is based on the analysis-of-variance method in accordance with GOST 8.531-2002, ISO Guide 35:2017.The main difference between the developed algorithms and ISO Guide 35:2017 is the elaboration of specific algorithms suitable for calculation and automation, the main difference from GOST 8.531-2002 is the updating of the calculation of the standard uncertainty due to heterogeneity when it is comparable to the standard measurement uncertainty of type A. The developed algorithms have been tested on various examples, and their applicability has been proven on model data.The aim of the study was to develop algorithms for calculating the standard uncertainty due to heterogeneity of the RM for the composition and properties of dispersed and solid materials.The objectives of the study were to analyze the algorithms set forth in GOST 8.531-2002 and ISO Guide 35:2017, and to develop and test new algorithms for calculating the standard uncertainty due to heterogeneity based on these algorithms.The research results have shown that it is more efficient to use the approach set out in ISO Guide 35:2017 to estimate the uncertainty due to heterogeneity, modernized and taking into account the mass of the smallest representative sample. Separately, it should be noted that the developed algorithm is applicable both for studying the indicators of the composition, and properties of solid and liquid substances, and materials.Thus, the updated algorithms will be used in the revision of GOST 8.531-2002 to harmonize GOST 8.531-2002 and ISO Guide 35:2017, as well as to increase confidence in the results of determining the metrological characteristics of RMs in Russia and ensure the uniformity of measurements at the international level.Производство, характеризация и сертификация (аттестация) стандартных образцов (СО) является ключевой деятельностью в обеспечении метрологической прослеживаемости результатов измерений в самых различных отраслях промышленности. Одним из источников неопределенности СО является стандартная неопределенность от неоднородности. Оценивание стандартной неопределенности базируется на методе дисперсионного анализа в соответствии с ГОСТ 8 .531-2002, ISO Guide 35:2017.Основное отличие разработанных алгоритмов от ISO Guide 35:2017 – э то проработка конкретных алгоритмов, пригодных для расчета и автоматизации, основное отличие от ГОСТ 8 .531-2002 – э то актуализация расчета стандартной неопределенности от неоднородности, когда она сравнима со стандартной неопределенностью измерений типа А. Разработанные алгоритмы опробованы на различных примерах, в том числе на модельных данных доказана их применимость.Целью исследования являлась разработка алгоритмов расчета стандартной неопределенности от неоднородности СО состава и свойств дисперсных и монолитных материалов.В задачи исследования входило проведение анализа алгоритмов, изложенных в ГОСТ 8.531-2002 и ISO Guide 35:2017, и на основе данных алгоритмов –  разработка и апробация новых алгоритмов расчета стандартной неопределенности от неоднородности.Результаты исследований показали, что для оценки неопределенности от неоднородности более эффективно использовать подход, изложенный в ISO Guide 35:2017, который модернизирован и учитывает массу наименьшей представительной пробы. Отдельно следует отметить, что разработанный алгоритм применим как для исследования показателей состава, так и свойств твердых и жидких веществ и материалов.Таким образом, для гармонизации ГОСТ 8 .531-2002 и ISO Guide 35:2017, а также для повышения доверия к результатам определения метрологических характеристик СО в России и обеспечения единства измерений на международном уровне модернизированные алгоритмы будут использованы при пересмотре ГОСТ 8 .531-2002

Об оценке стабильности стандартных образцов

The present article presents comparative characteristics of domestic and international approaches to estimating the instability of reference materials, and describes the proposed changes in R50.2.031-2003. A mathematical apparatus and an algorithm of actions for estimating the standard uncertainty due to instability, and the shelf life of a reference material are proposed. Approaches to estimating the uncertainty due to instability in the cases of absence and presence of a significant trend in the certified characteristic of a reference material over time are considered. It is shown that there is a rationale for the minimum number of measurements to study the stability of a reference material. It has been established that the smoothing of the measurement results when estimating the stability of a reference material leads to the appointment of an overestimated shelf life. В настоящей работе приведены сравнительные характеристики отечественного и международного подходов по оценке нестабильности стандартных образцов, описаны предполагаемые изменения в Р 50.2.031-2003. Предложен математический аппарат и алгоритм действий для оценки стандартной неопределенности от нестабильности и срока годности стандартного образца. Рассмотрены подходы к оцениванию неопределенности от нестабильности в случаях отсутствия и наличия значимого тренда аттестованной характеристики стандартного образца во времени. Показано, что существует обоснование минимального количества измерений для исследования стабильности стандартного образца. Установлено, что сглаживание результатов измерений при оценке стабильности стандартного образца приводит к назначению завышенного срока годности