Detecção de câncer de próstata em imagens de microscopia utilizando grafos de contexto glandular

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mendes, Rodrigo de Paula
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14452
Resumo: Every year a large part of the male population is affected by Prostate Cancer (PCa), with many cases of deaths occurring especially in men over 40 years old. PCa is a pervasive condition that diffuses and manifests itself in a wide range of histological patterns, which can be visualized with details in histological images acquire through biopsy or prostatectomy. Early detection of PCa can improve the prognosis and reduce the risk of death. Currently, the main methodology for the diagnosis of PCa consists of a qualitative analysis carried out by specialists to define the degree of the disease in the so-called Gleason Grading System(GGS), originally defined by Donald Gleason and refined by the International Society of Urological Pathology. Given the importance of identifying abnormal prostate tissue (staging) to improve the prognosis, many computerized methodologies have been developed to assist pathologists in a systematic way for the diagnosis. It is often argued that an improved diagnosis of a tissue region can be obtained by considering measures that take into account various properties of the tissue surroundings, henceforth referred as the context of the tissue. Such a context is considered an important biological factor in staging. This work proposes a new methodology that can be used to systematically define contextual features related to prostate glands. The Gland Context Network (GCN) structure is defined, which is a representation of the prostate sample containing information about the spatial relationship between the glands as well as the similarity between their appearance. It is shown that the GCN can be used to establish contextual features at any spatial scale. Therefore, information that is not easily defined from traditional features can be easily extracted using the proposed approach. In addition, it is identified that even basic properties derived from a GCN can lead to state-of-the-art classification performance in relation to PCa. All in all, GCNs can assist in defining the most effective approaches for PCa detection.
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Currently, the main methodology for the diagnosis of PCa consists of a qualitative analysis carried out by specialists to define the degree of the disease in the so-called Gleason Grading System(GGS), originally defined by Donald Gleason and refined by the International Society of Urological Pathology. Given the importance of identifying abnormal prostate tissue (staging) to improve the prognosis, many computerized methodologies have been developed to assist pathologists in a systematic way for the diagnosis. It is often argued that an improved diagnosis of a tissue region can be obtained by considering measures that take into account various properties of the tissue surroundings, henceforth referred as the context of the tissue. Such a context is considered an important biological factor in staging. This work proposes a new methodology that can be used to systematically define contextual features related to prostate glands. The Gland Context Network (GCN) structure is defined, which is a representation of the prostate sample containing information about the spatial relationship between the glands as well as the similarity between their appearance. It is shown that the GCN can be used to establish contextual features at any spatial scale. Therefore, information that is not easily defined from traditional features can be easily extracted using the proposed approach. In addition, it is identified that even basic properties derived from a GCN can lead to state-of-the-art classification performance in relation to PCa. All in all, GCNs can assist in defining the most effective approaches for PCa detection.Todo ano uma grande parte da população de homens é afetada pelo Câncer de próstata (Prostate Cancer - PCa) com novos casos e milhares de mortes ocorrendo especialmenteem homens acima dos 40 anos. O PCa é uma condição generalizada que se difunde e se manifesta em uma ampla gama de padrões histológicos, que podem ser visualizados em imagens histológicas obtidas por meio de biópsia ou prostatectomia. A detecção precoce do PCa pode melhorar o prognóstico e reduzir significativamente o risco de morte. Atualmente, a principal metodologia para diagnóstico de PCa consiste em uma análise qualitativa realizada por especialistas para definir o grau da doença no chamado Sistema de Escore de Gleason (Gleason Grading System - GGS), definido originalmente por Donald Gleason e refinado pela Sociedade Internacional de Patologia Urológica. Dada a importância da identificação de tecido anormal da próstata (estadiamento) para melhorar o prognóstico, muitas metodologias computadorizadas destinadas a auxiliar os patologistas de forma sistemáticano diagnóstico têm sido desenvolvidas. É frequentemente argumentado que um diagnóstico melhorado de uma região de tecido pode ser obtido considerando medidas que levem em consideração o contexto no qual o tecido se encontra, isto é, propriedades da região no entorno do tecido sendo caracterizado. Tal contexto é considerado um importante fator biológico na definição do estadiamento. Este trabalho propõe uma nova metodologiaque pode ser usada para definir sistematicamente características contextuais relacionadas às glândulas presentes em tecidos da próstata. Para tal, é definida a chamada Rede de Contexto Glandular (Gland Context Network - GCN) que é uma representação da amostra da próstata contendo informações sobre a relação espacial entre as glândulas, bem como a semelhança entre suas aparências. É demonstrado que tal rede pode ser usada para estabelecer características contextuais em qualquer escala espacial. Portanto, fornecendo informações que não são facilmente obtidas a partir de propriedades tradicionalmente utilizadas. Além disso, é mostrado que mesmo características básicos derivadas de uma GCN podem levar ao estado-da-arte no desempenho de classificação em relação ao PCa. Assim, as GCNs podem auxiliar na definição de abordagens mais eficazes para a classificação de PCa.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCâncer de PróstataEscore de GleasonRedes complexasProstate CancerGleason ScoreComplex networksCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAODetecção de câncer de próstata em imagens de microscopia utilizando grafos de contexto glandularDetection of prostate cancer in microscopy images using glandular context graphsDetección de cáncer de próstata en imágenes microscópicas utilizando gráficos de contexto glandularDétection du cancer de la prostate sur des images de microscopie à l'aide de graphiques contextuels glandulairesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdfDETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdfDissertação versão finalapplication/pdf45470562https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/9/DETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf7454346fb56b09302a733d64787bd250MD59Carta de Autorização Homologação assinada.pdfCarta de Autorização Homologação assinada.pdfCarta de Autorização Homologação assinadaapplication/pdf163019https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/3/Carta%20de%20Autoriza%c3%a7%c3%a3o%20Homologa%c3%a7%c3%a3o%20assinada.pdfef848e56f08d05ce63b8aacfed28342cMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54TEXTCarta de Autorização Homologação assinada.pdf.txtCarta de Autorização Homologação assinada.pdf.txtExtracted texttext/plain1564https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/7/Carta%20de%20Autoriza%c3%a7%c3%a3o%20Homologa%c3%a7%c3%a3o%20assinada.pdf.txt8769af994f438a06f4046c4c1b42beb3MD57DETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.txtDETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.txtExtracted texttext/plain142152https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/10/DETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.txt5ef726dd8bbdc84205581a07ad4c6afdMD510THUMBNAILCarta de Autorização Homologação assinada.pdf.jpgCarta de Autorização Homologação assinada.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12662https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/8/Carta%20de%20Autoriza%c3%a7%c3%a3o%20Homologa%c3%a7%c3%a3o%20assinada.pdf.jpg77e62773b2ce5c41f065f8854cec6c8eMD58DETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.jpgDETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8148https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14452/11/DETECCAO_DE_CANCER_DE_PROSTATA_EM_IMAGENS_DE_MICROSCOPIA_UTILIZANDO_GRAFOS_DE_CONTEXTO_GLANDULAR_CORRIGIDA.pdf.jpg776d3463386d91e41ade1b27e32d4619MD511ufscar/144522021-07-31 03:16:08.842oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14452Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222021-07-31T03:16:08Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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