Constrained Delaunay triangulation for diagnosis and grading of colon cancer

Yüzyılımızda artan kanser vakaları, bilgisayar destekli araçların kullanımını kaçınılmaz kılmıştır; bunlar patologların kanserli dokulara daha kesin tanı koymalarına ve sınıflandırmalarına yardımcı olmayı amaçlamaktadır. Bu matematiksel araçlar, daha tutarlı ve nesnel yapılar sunarak gözlemci-içi ve gözlemciler-arası değişkenliği azaltmaya olanak sağlar. Günümüzde, özellikle dokusal ve/veya yapısal doku analizi temelli otomatik kanser tanı ve sınıflandırması üzerine çok miktarda çalışma bulunmaktadır. Önceki yapısal yaklaşımların farklı tipte dokular için umut verici sonuçlar göstermelerine rağmen, bu yaklaşımlar hücre çekirdeği dışındaki doku bileşenlerinden sağlanabilecek potansiyel bilgiyi kullanabilmekten yoksundurlar. Halbuki bu ek bilgi, farklılaşmış bileşenlerden oluşan doku tipleri için ana bilgi kaynaklarından birisini oluşturmaktadır; örneğin lümen bölgeleri, kolon dokusu içindeki bezleri tanımlamaya yardımcı olmaktadır.Bu tez çalışması, hücre çekirdeği dışındaki doku bileşenlerinin kullanımı için yeni bir yapısal yaklaşımı, yeni bir çeşit kısıtlı Delaunay üçgenlemesini, ortaya koymaktadır. Bu yapısal yaklaşım öncelikle hücre çekirdekleri ve lümen bölgeleri üzerinde iki düğüm kümesi tanımlar. Daha sonra, lümen düğümleri kısıtları oluşturacak şekilde, çekirdek düğümleri üzerinde bir kısıtlı Delaunay üçgenlemesi oluşturur. Son olarak, bu yeni tanımlanan kısıtlı Delaunay üçgenlemesinden çıkarılacak öznitelikleri kullanarak doku örneklerini sınıflandırır.Elli sekiz farklı hastadan alınan 213 kolon doku örneği üzerinde gerçekleştirdiğimiz deneyler, kısıtlı Delaunay üçgenlemesi yaklaşımı ile eğitim kümesi için yüzde 87:83, test kümesi içinse yüzde 85:71 gibi yüksek doğruluk değerleri elde edildiğini ortaya koymuştur. Ayrıca deneylerimiz, yeni özniteliklerin tanımlanmasına izin veren bu yeni yapısal gösterimin, kanserli dokuların incelenmesi için daha gürbüz bir çizge-tabanlı yöntem olduğunu ve önceki yöntemlere göre daha yüksek başarı sağladığını göstermektedir.