Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama

Yıl 2020, Cilt: 13 Sayı: 1, 33 - 42, 13.04.2020

Büşranur Kılıç Elif Baykal Kablan Hülya Doğan Murat Ekinci Mustafa Emre Ercin Şafak Ersöz

Öz

Plevral efüzyon, akciğer zarları arasında sıvı birikimi olup
sitopatolojik değerlendirmede çok sık karşılaşılan bir durumdur.
Çekirdek algılama, plevral efüzyon tanısı için gerçekleştirilen
sitopatolojik değerlendirmede kritik bir adımdır. Çünkü çekirdek
hücrelerin malignite seviyesi ile ilgili önemli bilgi içermektedir.
Çekirdek algılama ayrıca hücre sayımı, segmentasyonu ve takibi gibi
otomatik bilgisayar-destekli tanı (Computer-Aided Diagnosis-CAD) sistem
adımlarının da temelini oluşturmaktadır. Son yıllarda derin öğrenme,
özellikle Konvolüsyonel Sinir Ağları (Convolutional Neural
Networks-CNNs), nesne algılama problemlerinde yüksek başarı elde
etmiştir. Bu çalışmada modern konvolüsyonel nesne algılayıcı, YOLOv3,
plevral efüzyon sitopatolojik görüntülerde çekirdek algılama amacıyla
önerilmiştir. Deneyler 11157 çekirdek içeren 80 görüntü üzerinde
gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntem %94.10 kesinlik, %98.98 duyarlılık
ve %96.48 F-ölçütü elde etmiştir. Yöntemin literatürdeki yöntemlere
katkısı 10 kat hızlanma sağlamasıdır. Bu hızlanma dijital patolojideki
gerçek zamanlı CAD uygulamaları için ciddi bir avantaj sağlamaktadır.
Dolayısıyla önerilen yöntem dijital patolojide patologlar tarafından
tanı aracı olarak kullanılabilecektir.

Anahtar Kelimeler

Bilgisayar-destekli tanı Konvolüsyonel sinir ağları Sitopatoloji Çekirdek algılama Plevral efüzyon YOLOv3

Destekleyen Kurum

Tübitak

Proje Numarası

117E961

Kaynakça

  • [1] Davidson B, Firat P, Michael CW (2011) Serous effusions: etiology. Prognosis and Therapy. SpringerScience & Business Media, Diagnosis
  • [2] Shidham VB, Atkinson BF (2007) Cytopathologic diagnosis of serous fluids e-book. Elsevier HealthSciences
  • [3] Sheaff MT, Singh N (2012) Cytopathology: an introduction. Springer, Berlin
  • [4] (2019) Pleural Effusion & Heart Surgery: What Should Patients Know? https://www.heart-valve-surgery.com/pleural-effusion.php, Accessed 19-Oct-2019
  • [5] DeBiasi, E. M., Pisani, M. A., Murphy, T. E., Araujo, K., Kookoolis, A., Argento, A. C., & Puchalski, J. (2015). Mortality among patients with pleural effusion undergoing thoracentesis. European Respiratory Journal, 46(2), 495-502.
  • [6] Marel, M., Zrtov, M., tasny, B., & Light, R. W. (1993). The incidence of pleural effusion in a well-defined region: epidemiologic study in central Bohemia. Chest, 104(5), 1486-1489.
  • [7] Cakir E, Demirag F, Aydin M, Unsal E (2009) Cytopathologic differential diagnosis of malignantmesothelioma, adenocarcinoma and reactive mesothelial cells: a logistic regression analysis. DiagnCytopathol 37(1):4–10
  • [8] Schneider TE, Bell AA, Meyer-Ebrecht D, B ocking A, Aach T (2007) Computer-aided cytological cancer diagnosis: cell type classification as a step towards fully automatic cancer diagnostics oncytopathological specimens of serous effusions. In: Medical Imaging 2007: Computer-Aided Diagnosis,International Society for Optics and Photonics, vol 6514, p 65140G
  • [9] Ma, X., Wang, H., & Geng, J. (2016). Spectral–spatial classification of hyperspectral image based on deep auto-encoder. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(9), 4073-4085.
  • [10] Russakovsky O, Deng J, Su H, Krause J, Satheesh S, Ma S, Huang Z, Karpathy A, Khosla A, Bernstein M et al (2015) Imagenet large scale visual recognition challenge. Int J Comput Vis 115(3):211–252
  • [11] Everingham M, Van Gool L, Williams C, Winn J, Zisserman A (2012) The pascal visual object classes challenge 2012 results. See http://www.pascalnetwork.org/challenges/VOC/voc2012/workshop/index.html, vol 5
  • [12] Ren S, He K, Girshick R, Sun J (2015) Faster r-cnn: towards real-time object detection with regions proposal networks. In: Advances in neural information processing systems, pp 91–99
  • [13] Dai KJ, R-fcn YL (2016) Object detection via region-based fully convolutional networks. NIPS
  • [14] Liu W, Anguelov D, Erhan D, Szegedy C, Reed S, Fu CY, Berg AC (2016) Ssd: single shot multibox detector. In: European conference on computer vision. Springer, pp 21–37
  • [15] Redmon, J., & Farhadi, A. (2018). Yolov3: An incremental improvement. arXiv preprint arXiv:1804.02767
  • [16] Redmon, J., Divvala, S., Girshick, R., & Farhadi, A. (2016). You only look once: Unified, real-time object detection. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition (pp. 779- 788)
  • [17] Redmon, J., & Farhadi, A. (2017). YOLO9000: better, faster, stronger. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition (pp. 7263-7271).
  • [18] Sheppard C, Wilson T (1978) Depth of field in the scanning microscope. Optics Lett 3(3):115–117
  • [19] Baykal E, Dogan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersoz S¸ (2017) Automated nuclei detection in serous effusion cytology based on machine learning. In: Signal processing and communications applications conference (SIU), 2017 25th. IEEE, pp 1–4
  • [20] Baykal E, Do˘gan H, Ercin ME, Ers¨oz S¸ , Ekinci M (2018) Automated nuclei detection in serous effusion cytology with stacked sparse autoencoders. In: Signal processing and communications applications conference (SIU), 2018 26th. IEEE, pp 1–4
  • [21] Baykal, E., Dogan, H., Ercin, M. E., Ersoz, S., & Ekinci, M. (2019). Modern convolutional object detectors for nuclei detection on pleural effusion cytology images. Multimedia Tools and Applications, 1-20.

Yıl 2020, Cilt: 13 Sayı: 1, 33 - 42, 13.04.2020

Büşranur Kılıç Elif Baykal Kablan Hülya Doğan Murat Ekinci Mustafa Emre Ercin Şafak Ersöz

Öz

Proje Numarası

117E961

Kaynakça

  • [1] Davidson B, Firat P, Michael CW (2011) Serous effusions: etiology. Prognosis and Therapy. SpringerScience & Business Media, Diagnosis
  • [2] Shidham VB, Atkinson BF (2007) Cytopathologic diagnosis of serous fluids e-book. Elsevier HealthSciences
  • [3] Sheaff MT, Singh N (2012) Cytopathology: an introduction. Springer, Berlin
  • [4] (2019) Pleural Effusion & Heart Surgery: What Should Patients Know? https://www.heart-valve-surgery.com/pleural-effusion.php, Accessed 19-Oct-2019
  • [5] DeBiasi, E. M., Pisani, M. A., Murphy, T. E., Araujo, K., Kookoolis, A., Argento, A. C., & Puchalski, J. (2015). Mortality among patients with pleural effusion undergoing thoracentesis. European Respiratory Journal, 46(2), 495-502.
  • [6] Marel, M., Zrtov, M., tasny, B., & Light, R. W. (1993). The incidence of pleural effusion in a well-defined region: epidemiologic study in central Bohemia. Chest, 104(5), 1486-1489.
  • [7] Cakir E, Demirag F, Aydin M, Unsal E (2009) Cytopathologic differential diagnosis of malignantmesothelioma, adenocarcinoma and reactive mesothelial cells: a logistic regression analysis. DiagnCytopathol 37(1):4–10
  • [8] Schneider TE, Bell AA, Meyer-Ebrecht D, B ocking A, Aach T (2007) Computer-aided cytological cancer diagnosis: cell type classification as a step towards fully automatic cancer diagnostics oncytopathological specimens of serous effusions. In: Medical Imaging 2007: Computer-Aided Diagnosis,International Society for Optics and Photonics, vol 6514, p 65140G
  • [9] Ma, X., Wang, H., & Geng, J. (2016). Spectral–spatial classification of hyperspectral image based on deep auto-encoder. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(9), 4073-4085.
  • [10] Russakovsky O, Deng J, Su H, Krause J, Satheesh S, Ma S, Huang Z, Karpathy A, Khosla A, Bernstein M et al (2015) Imagenet large scale visual recognition challenge. Int J Comput Vis 115(3):211–252
  • [11] Everingham M, Van Gool L, Williams C, Winn J, Zisserman A (2012) The pascal visual object classes challenge 2012 results. See http://www.pascalnetwork.org/challenges/VOC/voc2012/workshop/index.html, vol 5
  • [12] Ren S, He K, Girshick R, Sun J (2015) Faster r-cnn: towards real-time object detection with regions proposal networks. In: Advances in neural information processing systems, pp 91–99
  • [13] Dai KJ, R-fcn YL (2016) Object detection via region-based fully convolutional networks. NIPS
  • [14] Liu W, Anguelov D, Erhan D, Szegedy C, Reed S, Fu CY, Berg AC (2016) Ssd: single shot multibox detector. In: European conference on computer vision. Springer, pp 21–37
  • [15] Redmon, J., & Farhadi, A. (2018). Yolov3: An incremental improvement. arXiv preprint arXiv:1804.02767
  • [16] Redmon, J., Divvala, S., Girshick, R., & Farhadi, A. (2016). You only look once: Unified, real-time object detection. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition (pp. 779- 788)
  • [17] Redmon, J., & Farhadi, A. (2017). YOLO9000: better, faster, stronger. In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition (pp. 7263-7271).
  • [18] Sheppard C, Wilson T (1978) Depth of field in the scanning microscope. Optics Lett 3(3):115–117
  • [19] Baykal E, Dogan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersoz S¸ (2017) Automated nuclei detection in serous effusion cytology based on machine learning. In: Signal processing and communications applications conference (SIU), 2017 25th. IEEE, pp 1–4
  • [20] Baykal E, Do˘gan H, Ercin ME, Ers¨oz S¸ , Ekinci M (2018) Automated nuclei detection in serous effusion cytology with stacked sparse autoencoders. In: Signal processing and communications applications conference (SIU), 2018 26th. IEEE, pp 1–4
  • [21] Baykal, E., Dogan, H., Ercin, M. E., Ersoz, S., & Ekinci, M. (2019). Modern convolutional object detectors for nuclei detection on pleural effusion cytology images. Multimedia Tools and Applications, 1-20.
Toplam 21 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Makaleler(Araştırma)
Yazarlar

Büşranur Kılıç 0000-0002-3790-0999

Elif Baykal Kablan Bu kişi benim 0000-0003-3552-638X

Hülya Doğan 0000-0003-3695-8539

Murat Ekinci 0000-0003-0411-3240

Mustafa Emre Ercin 0000-0002-7340-8045

Şafak Ersöz Bu kişi benim 0000-0001-5521-7133

Proje Numarası 117E961
Yayımlanma Tarihi 13 Nisan 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020 Cilt: 13 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Kılıç, B., Baykal Kablan, E., Doğan, H., Ekinci, M., vd. (2020). Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi, 13(1), 33-42.
AMA Kılıç B, Baykal Kablan E, Doğan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersöz Ş. Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama. TBV-BBMD. Nisan 2020;13(1):33-42.
Chicago Kılıç, Büşranur, Elif Baykal Kablan, Hülya Doğan, Murat Ekinci, Mustafa Emre Ercin, ve Şafak Ersöz. “Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı Ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi 13, sy. 1 (Nisan 2020): 33-42.
EndNote Kılıç B, Baykal Kablan E, Doğan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersöz Ş (01 Nisan 2020) Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi 13 1 33–42.
IEEE B. Kılıç, E. Baykal Kablan, H. Doğan, M. Ekinci, M. E. Ercin, ve Ş. Ersöz, “Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama”, TBV-BBMD, c. 13, sy. 1, ss. 33–42, 2020.
ISNAD Kılıç, Büşranur vd. “Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı Ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi 13/1 (Nisan 2020), 33-42.
JAMA Kılıç B, Baykal Kablan E, Doğan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersöz Ş. Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama. TBV-BBMD. 2020;13:33–42.
MLA Kılıç, Büşranur vd. “Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı Ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi, c. 13, sy. 1, 2020, ss. 33-42.
Vancouver Kılıç B, Baykal Kablan E, Doğan H, Ekinci M, Ercin ME, Ersöz Ş. Derin Konvolüsyonel Nesne Algılayıcı ile Plevral Efüzyon Sitopatolojisinde Otomatik Çekirdek Algılama. TBV-BBMD. 2020;13(1):33-42.
 Kapak Resmi İndir

https://i.creativecommons.org/l/by-nc/4.0Makale Kabulü

 

Çevrimiçi makale yüklemesi yapmak için kullanıcı kayıt/girişini kullanınız.

Dergiye gönderilen makalelerin kabul süreci şu aşamalardan oluşmaktadır:

1.       Gönderilen her makale ilk aşamada en az iki hakeme gönderilmektedir.

2.       Hakem ataması, dergi editörleri tarafından yapılmaktadır. Derginin hakem havuzunda yaklaşık 200 hakem bulunmaktadır ve bu hakemler ilgi alanlarına göre sınıflandırılmıştır. Her hakeme ilgilendiği konuda makale gönderilmektedir. Hakem seçimi menfaat çatışmasına neden olmayacak biçimde yapılmaktadır.

3.       Hakemlere gönderilen makalelerde yazar adları kapatılmaktadır.

4.       Hakemlere bir makalenin nasıl değerlendirileceği açıklanmaktadır ve aşağıda görülen değerlendirme formunu doldurmaları istenmektedir.

5.       İki hakemin olumlu görüş bildirdiği makaleler editörler tarafından benzerlik incelemesinden geçirilir. Makalelerdeki benzerliğin %25’ten küçük olması beklenir.

6.       Tüm aşamaları geçmiş olan bir bildiri dil ve sunuş açısından editör tarafından incelenir ve gerekli düzeltme ve iyileştirmeler yapılır. Gerekirse yazarlara durum bildirilir.

 88x31.png   Bu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.