Nov diagnostični sistem za odkrivanje karcinoma ščitnice

Osnovo sistema predstavlja SVM (Support Vector Machine), ki ima izredno natančnost 96,7%. Do sedaj so diagnozo postavljali le patologi s pregledom vzorca tkiva pod mikroskopom, ki so postavljali diagnozo glede na lastnosti celic v vzorcu, njihova natančnost naj bi bila 95%.

Celice za pregled so pridobili z aspiracijo s tankoigelno biopsijo. To je neinvazivni medicinski postopek, kjer zdravnik z iglo zbode povečano ščitnico, ter s tem pridobi tkivo za analizo. Pridobljene celice položimo na objektno stekelce in s kamero posnamemo sliko vzorca (slika a). Slika se nato prenese v računalniški sistem.

S slikovno segmentacijsko metodo so pridobili matematično morfologijo celic. Ta metoda se uporablja za pridobivanje podatkov o obliki in velikosti elementov iz slik. Prvi korak je preprocesiranje, kjer sistem zazna področja vzorca z visoko gostoto celic in na tem področju napravi avtomatsko obrezovanje slike na velikost 256×256 pikslov (slika b). Sledi pretvorjene RGB slike v sliko s sivimi odtenki.

Nato po Otsujivi metodi ločijo piksle v 2 skupini, in sicer celice ali ozadje. Če je intenzivnost pikslov višja v primerjavi z standardizirano vrednostjo se piksel določi v belega, v nasprotnem primeru pa v črnega. V naslednjem koraku uporabijo 2 morfološka operatorja: »opening« in »closing« operator. »Opening« operator izloči iz slike vse elemente manjše od strukturnih elementov (slika c). »Closing« operator zapolni vsa področja, ki so manjša od strukturnih elementov, s črno (slika d).

Iz obdelanih slik nato sistem pridobi podatke o celicah. To napravi s pomočjo Gaborjevega filtra, ki poda statistične podatke o povprečju, standardni deviaciji, entropiji, varianci, energiji ter kontrastu. Celice na podlagi teh podatkov nato razvrsti SVM klasifikator v eno od dveh skupin: maligne(rakaste) celice ali benigne celice.

Postavitev diagnoze karcinoma ščitnice je izredno pomembna, saj gre za enega od potencialno ozdravljivih vrst rakov. Večina spremenjenih in povečanih ščitnic ni rakavih. Diagnozo karcinoma ščitnice potrdimo v le 5% spremenjenih ščitnic. Pomembno je ločiti med benignimi in malignimi spremembami, saj lahko na takšen način pri pacientih z benignimi spremembami ohranimo ščitnico, v primeru potrjene malignosti pa pride v poštev le operacija, kjer odstranimo ščitnico.

Ročno pregledovanje vzorcev je izjemno zamudno, zato lahko v določenem času pregledamo le omejeno število vzorcev. Ravno s tem namenom so razvili SVM diagnostični sistem, saj skrajša čas postavitve diagnoze in poviša natančnost preiskave, s tem pa posledično izboljša možnosti učinkovitega zdravljenja pri pacientih s potrjenim rakom ščitnice.

Avtor: Urška Lamot, dr. med.