公开了分析细胞对治疗的表型反应的系统和方法，其中模型开发模块接收多个参考细胞载体的图像和与所述多个参考细胞载体相关联的治疗信息，识别图像中的将已经施加了治疗的那些参考细胞载体和其他参考细胞载体区分开的细胞的参数，并且使用所识别的参数来训练模型。高内涵成像系统包括图像捕获装置，并且图像获取模块从图像捕获装置接收待评估的细胞载体的多个图像。模型应用模块将经训练的模型应用于待评估的细胞载体的多个图像，以预测施加至评估的每个细胞载体的治疗浓度。