تشخیص سلول‌های میتوزی در تصاویر بیوپسی پستان با کمک ماشین‌های یادگیری سریع

Abstract

یکی سه معیار‌ اصلی که در تعیین درجه سرطان پستان به کار می‌رود، تعداد سلول‌هایی است که در حال تقسیم میتوزی هستند. تشخیص سلول‌های میتوزی به دلیل تنوع شکل ظاهری این سلول‌ها و همچنین شباهت با سلول‌های مرده و اجسام خارجی حاضر در بافت، دشوار است. استفاده از پردازش تصویر برای تشخیص خودکار این سلول‌ها، گامی مهم در کاهش خطا و افزایش سرعت درجه‌بندی سرطان است. روش‌های موجود برای تشخیص این سلول‌ها، یا بر اساس استخراج ویژگی‌ها هستند که سریع‌اند ولی دقت تشخیص پایینی دارند، و یا بر اساس پردازش مستقیم تصویر با شبکه‌های عصبی عمیق هستند که دقتی بالا دارند ولی بسیار کند هستند. هدف این پژوهش ارائه روشی بی‌نیاز از استخراج ویژگی‌ها است که علاوه بر دقت زیاد، سرعتی بسیار بهتر از روش‌های مبتنی بر شبکه‌های عصبی عمیق داشته باشد. در روش پیشنهادی، تصاویر ورودی ابتدا برای جبران رنگ و کنتراست نمونه بافت اصلاح می‌شوند. سپس محل سلول‌های میتوزی احتمالی به کمک آستانه‌گیری و یافتن ماکزیمم‌های محلی تعیین می‌شود. تشخیص میتوزی بودن سلول با استفاده از ELM انجام می‌شود. میزان موفقیت روش پیشنهادی با معیارهای دقت، حساسیت و امتیاز F1 اندازه‌گیری شد که پیشرفت قابل توجهی را نسبت به بهترین کار‌های موجود نشان می‌دهد. همچنین، روش پیشنهادی بهبود قابل ملاحظه‌ای در زمان آموزش و اجرایی داراست.