Εύρεση βιοδεικτών σε εικόνες μαγνητικού τομογράφου για την διάγνωση του καρκίνου των ωοθηκών

Abstract

Τα Συστήματα Υποστήριξης Κλινικών Αποφάσεων ή Clinical Decision Support Systems (CDSS) είναι ολοκληρωμένα συστήματα ανάλυσης και ανάπτυξης, σχεδιασμένα για να διευκολύνουν τη λήψη αποφάσεων που αφορά την υγειονομική περίθαλψη ασθενών. Συνδυάζουν τρέχουσες πληροφορίες των ασθενών με εκείνες προηγούμενων διαγνώσεων και θεραπειών. Η αποθήκευση τους γίνεται σε βάση δεδομένων με σκοπό να παρέχουν ανατροφοδότηση ή συστάσεις που θα βοηθήσουν στη διαδικασία λήψης αποφάσεων στο χώρο της περίθαλψης. Στην κατηγορία αυτή ανήκει και το ερευνητικό έργο Destiny, στόχος του οποίου είναι η ανάπτυξη ενός αυτόνομου συστήματος διάγνωσης του Καρκίνου των Ωοθηκών (ΚΩ) που θα συνδυάζει πληροφορίες από την εξαγωγή ραδιολογικών χαρακτηριστικών μέσω Μαγνητικής Τομογραφίας (ΜΤ) με τα γονιδιώματα και το οποίο θα επιτρέπει την αυτόματη κατηγοριοποίηση της επικινδυνότητας των περιοχών του όγκου των ωοθηκών σε τρεις κατηγορίες (μικρή, μέση, μεγάλη). Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία, προήλθαν από ασθενείς του τμήματος Γυναικολογικής Ογκολογίας της Α’ Μαιευτικής Γυναικολογικής Κλινικής Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ), του Νοσοκομείου Αλεξάνδρα ενώ η συλλογή και κλινική επεξεργασία τους πραγματοποιήθηκε στο Α’ Εργαστήριο Ακτινολογίας της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ, το οποίο στεγάζεται στο Αρεταίειο Νοσοκομείο. Για τα πειράματα έγινε χρήση ενός συστήματος απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (ΑΜΣ), κλειστού τύπου με στατικό μαγνητικό πεδίο Η0.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός εργαλείου που (α) θα εξάγει ραδιολογικά χαρακτηριστικά ως δυνητικούς βιοδείκτες (β) θα επιλέγει-ελαχιστοποιεί τα χαρακτηριστικά εκείνα που ταξινομούν βέλτιστα τα δεδομένα στις προαναφερθείσες τρεις κατηγορίες στην βάση αλγορίθμων επιλογής χαρακτηριστικών. Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται ως είσοδος στο εργαλείο έχουν προκύψει σε πρότερο στάδιο του έργου και συνίστατο στις προβολές φωτεινοτήτων των τριών περιοχών του όγκου αποκλειστικά. Καθότι το εν εξελίξει έργο δεν έχει ολοκληρωθεί προκύπτουν συνεχώς νέα δεδομένα, ωστόσο στη τρέχουσα διπλωματική εργασία έχουν χρησιμοποιηθεί δεδομένα έξι ασθενών. Η χρήση των αλγορίθμων επιλογής και ταξινόμησης χαρακτηριστικών έγινε συνδυαστικά καθότι η φύση της εργασίας είναι διερευνητική και αφορά την στατιστική,υπολογιστική επαλήθευση των ορίων των περιοχών των κλινικών πειραμάτων. Επιλέχθηκαν οι συνδυασμοί εκείνοι που παρέχουν τα πιο αποδοτικά και εύρωστα αποτελέσματα συσχέτισης των περιοχών με τους αντίστοιχους βιοδείκτες. Τέλος βάσει των συμπερασμάτων καθώς και των περιορισμών της φύσης των δεδομένων και της υπολογιστικής διαδικασίας έγιναν προτάσεις για μελλοντική έρευνα.