Çekişmeli Üretici Ağlar Kullanılarak Medikal Görüntülerin Sanal Hematoksilen ve Eozin (H&E) Boyanması

Authors : Musa Aydın

Pages : 326-336

Doi:10.7240/jeps.1530421

View : 67 | Download : 66

Publication Date : 2024-12-22

Article Type : Research Paper

Abstract :Tıbbi görüntülerin sanal boyanması işlemi dijital patolojide önemli bir yaklaşım olarak görülmektir. Geleneksel doku boyama zaman alan, uzmanlık gerektiren, boyamanın uzmandan uzmana değişkenlik gösterdiği yoğun bir süreçtir. Derin öğrenme yaklaşımı kullanılarak sanal boyama ile görüntü kalitesinin iyileştirilmesi ve manuel boyamadan kaynaklı maliyetlerin azaltılması sağlanmaktadır. Bu çalışmada, boyamasız tüm slayt görüntülerin (WSI-Whole Slide Images) Hematoksilen ve Eozin (H&E) boyalı görüntü çiftlerini sanal olarak boyamak için koşullu çekişmeli üretici ağ (cGAN- The Conditional Generative Adversarial Network) tabanlı bir derin sinir ağının uygulanmasını araştırmaktadır. Açık kaynak olarak sunulan bir veri setini kullanarak, sonuçlarımızı daha büyük bir veri seti kullanan bir referans çalışmayla karşılaştırıyoruz. Sadece yedi adet WSI kullanan yaklaşımımız, 68 WSI kullanan referans çalışmayla karşılaştırıldığında Yapısal Benzerlik İndeksi (SSIM), Tepe Sinyal-Gürültü Oranı (PSNR) ve Pearson Korelasyon Katsayısı (PCC) açısından rekabetçi bir performans göstermektedir. Ayrıca çalışmamızda çekişmeli üretici ağın eğitim sürecinde önerdiğimiz hibrit kayıp fonksiyonu ile sentetik görüntüler ve gerçek görüntülerin değerlendirilmesi sağlanmıştır. Çalışmamızda elde edilen sonuçlar SSIM, PSNR ve PCC değerlerinin ortalaması sırasıyla 0,668, 21,487 ve 0,872 iken, referans çalışmada bu değerler sırasıyla 0,724, 22,609 ve 0,903 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, GAN\\\'ların yüksek kaliteli sanal boyama görüntülerini elde etme potansiyelini ortaya koyarak, kapsamlı veri kümelerine olan ihtiyacı azaltmaktadır ve böylece dijital patoloji için verimlilik ve tekrar edilebilirliği artırmaktadır.
Keywords : Hematoksilen ve Eozin (H&E), Derin Sinir Ağları, Medikal Görüntü Sanal Boyama, Çekişmeli Üreti Ağlar (GANs)