Εφαρμογή Γενετικών Αλγορίθμων Και Άλλων Μεθόδων Επιλογής Χαρακτηριστικών Για Την Υποστήριξη Λήψης Κλινικής Απόφασης Στη Διάγνωση Του Καρκίνου Του Τραχήλου Της Μήτρας

Abstract

Ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας αποτελεί έναν από τους πιο κοινούς τύπους καρκίνου και παρουσιάζει ένα από τα πιο υψηλά ποσοστά θνησιμότητας από καρκίνο στις γυναίκες. Παρά την ύπαρξη της κυτταρολογικής εξέτασης (εξέταση Παπανικολάου [τεστ ΠΑΠ]), η οποία είναι διαθέσιμη τα τελευταία 50+ χρόνια, καθώς και των προγραμμάτων προληπτικού πληθυσμιακού ελέγχου, ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας παραμένει ένα σοβαρό πρόβλημα υγείας λόγω του σχετικά υψηλού ποσοστού μη ανίχνευσης της νόσου. Στις περισσότερες των περιπτώσεων, ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα της υποεκτίμησης των ανωμαλιών που παρατηρούνται στην κυτταρολογική εξέταση. Οι εξελίξεις στην κατανόηση του ρόλου της λοίμωξης από τον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) και των διαφόρων τύπων του ιού στη φυσική εξέλιξη των νεοπλασιών του τραχήλου της μήτρας, είχαν ως αποτέλεσμα την παράλληλη διενέργεια της εξέτασης HPV DNA μαζί με την εξέταση Παπανικολάου. Σήμερα, η εξέταση HPV DNA τυγχάνει ευρείας αποδοχής ως βοηθητική εξέταση για τη διαλογή γυναικών που παρουσιάζουν μη φυσιολογικά ευρήματα στην κυτταρολογική εξέταση. Επιπλέον, σε πολλές ανεπτυγμένες χώρες, η εξέταση HPV DNA συμπεριλαμβάνεται και στις επίσημες κατευθυντήριες οδηγίες των προγραμμάτων πληθυσμιακού ελέγχου για τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας και χρησιμοποιείται είτε μόνη της είτε σε συνδυασμό με το τεστ Παπανικολάου. Ωστόσο, και οι δύο διαγνωστικές εξετάσεις παρουσιάζουν είτε υψηλή ευαισθησία είτε υψηλή ειδικότητα, αλλά όχι και τα δύο ταυτοχρόνως. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζεται ένα ευφυές υπολογιστικό σύστημα το οποίο συνδυάζει τα αποτελέσματα της εξέτασης Παπανικολάου και του HPV DNA test, αποσκοπώντας σε πιο ισορροπημένα αποτελέσματα ως προς την ειδικότητα και την ευαισθησία για την ανίχνευση ενδοεπιθηλιακής νεοπλασίας του τραχήλου της μήτρας 2ου βαθμού ή άνω (CIN2+). Για την ανάπτυξη του συστήματος αυτού, υιοθετήθηκε ένα πλαίσιο επιλογής χαρακτηριστικών που ακολουθεί την προσέγγιση περιτυλίγματος και βασίζεται στο συνδυασμό Γενετικών Αλγορίθμων και Μπεϋζιανών Ταξινομητών. Στόχος του πλαισίου αυτού είναι η εύρεση του κατάλληλου υποσυνόλου χαρακτηριστικών, το οποίο βελτιστοποιεί την ταξινόμηση οδηγώντας σε πιο ισορροπημένα αποτελέσματα ευαισθησίας και ειδικότητας. Το παρουσιαζόμενο σύστημα μπορεί να υποστηρίξει τη λήψη κλινικών αποφάσεων για τη βελτίωση της διαχείρισης γυναικών που παραπέμπονται για κολποσκόπηση εξαιτίας θετικού αποτελέσματος σε μια διαγνωστική εξέταση.Επιπρόσθετα, σε δεύτερο επίπεδο εξετάζεται και ένα άλλο πρόβλημα, αυτό της κατάταξης των πιο συχνών τύπων του ιού HPV ως προς την επικινδυνότητά τους για ανάπτυξη ενδοεπιθηλιακής νεοπλασίας του τραχήλου της μήτρας 2ου βαθμού ή άνω (CIN2+). Για την επίτευξη του στόχου αυτού, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές επιλογής χαρακτηριστικών που ακολουθούν την προσέγγιση φιλτραρίσματος.