• English
    • العربية
  • English
  • تسجيل الدخول
  • جامعة قطر
  • مكتبة جامعة قطر
  •  الصفحة الرئيسية
  • الوحدات والمجموعات
  • المساعدة
    • إرسال الأعمال الأكاديمية
    • سياسات الناشر
    • أدلة المستخدم
    • الأسئلة الأكثر تكراراً
  • عن المستودع الرقمي
    • الرؤية والرسالة
عرض التسجيلة 
  •   مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الطب
  • أبحاث الطب
  • عرض التسجيلة
  • مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الطب
  • أبحاث الطب
  • عرض التسجيلة
  •      
  •  
    JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

    DeepRaman: Implementing surface-enhanced Raman scattering together with cutting-edge machine learning for the differentiation and classification of bacterial endotoxins

    Thumbnail
    عرض / فتح
    اصدار الناشر (بإمكانك الوصول وعرض الوثيقة / التسجيلةمتاح للجميع Icon)
    اصدار الناشر (تحقق من خيارات الوصول)
    تحقق من خيارات الوصول
    1-s2.0-S2405844025009302-main.pdf (7.632Mb)
    التاريخ
    2025-02-28
    المؤلف
    Samir Brahim, Belhaouari
    Talbi, Abdelhamid
    Elgamal, Mahmoud
    Elmagarmid, Khadija Ahmed
    Ghannoum, Shaimaa
    Yang, Yanjun
    Zhao, Yiping
    Zughaier, Susu M.
    Bensmail, Halima
    ...show more authors ...show less authors
    البيانات الوصفية
    عرض كامل للتسجيلة
    الملخص
    To classify raw SERS Raman spectra from biological materials, we propose DeepRaman, a new architecture inspired by the Progressive Fourier Transform and integrated with the scalogram transformation approach. Unlike standard machine learning approaches such as PCA, LDA, SVM, RF, GBM etc, DeepRaman functions independently, requiring no human interaction, and can be used to much smaller datasets than traditional CNNs. Performance of DeepRaman on 14 endotoxins bacteria and on a public data achieved an extraordinary accuracy of 99 percent. This provides exact endotoxin classification and has tremendous potential for accelerated medical diagnostics and treatment decision-making in cases of pathogenic infections. BackgroundBacterial endotoxin, a lipopolysaccharide exuded by bacteria during their growth and infection process, serves as a valuable biomarker for bacterial identification. It is a vital component of the outer membrane layer in Gram-negative bacteria. By employing silver nanorod-based array substrates, surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectra were obtained for two separate datasets: Eleven endotoxins produced by bacteria, each having an 8.75 pg average detection quantity per measurement, and three controls chitin, lipoteichoic acid (LTA), bacterial peptidoglycan (PGN), because their structures differ greatly from those of LPS. ObjectiveThis study utilized various classical machine learning techniques, such as support vector machines, k-nearest neighbors, and random forests, in conjunction with a modified deep learning approach called DeepRaman. These algorithms were employed to distinguish and categorize bacterial endotoxins, following appropriate spectral pre-processing, which involved novel filtering techniques and advanced feature extraction methods. ResultMost traditional machine learning algorithms achieved distinction accuracies of over 99 percent, whereas DeepRaman demonstrated an exceptional accuracy of 100 percent. This method offers precise endotoxin classification and holds significant potential for expedited medical diagnoses and therapeutic decision-making in cases of pathogenic infections. ConclusionWe present the effectiveness of DeepRaman, an innovative architecture inspired by the Progressive Fourier Transform and integrated with the scalogram transformation method, in classifying raw SERS Raman spectral data from biological specimens with unparalleled accuracy relative to conventional machine learning algorithms. Notably, this Convolutional Neural Network (CNN) operates autonomously, requiring no human intervention, and can be applied with substantially smaller datasets than traditional CNNs. Furthermore, it exhibits remarkable proficiency in managing challenging baseline scenarios that often lead to failures in other techniques, thereby promoting the broader clinical adoption of Raman spectroscopy.
    معرّف المصادر الموحد
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844025009302
    DOI/handle
    http://dx.doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42550
    http://hdl.handle.net/10576/64058
    المجموعات
    • أبحاث الطب [‎1855‎ items ]

    entitlement


    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك
    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك | جامعة قطر

     

     

    الصفحة الرئيسية

    أرسل عملك التابع لجامعة قطر

    تصفح

    محتويات مركز المجموعات الرقمية
      الوحدات والمجموعات تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر
    هذه المجموعة
      تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر

    حسابي

    تسجيل الدخول

    إحصائيات

    عرض إحصائيات الاستخدام

    عن المستودع الرقمي

    الرؤية والرسالة

    المساعدة

    إرسال الأعمال الأكاديميةسياسات الناشرأدلة المستخدمالأسئلة الأكثر تكراراً

    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك
    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك | جامعة قطر

     

     

    Video