Διαμόρφωση Ολοκληρωμένου Συστήματος Τμηματοποίησης Εστιακών Αλλοιώσεων Πολλαπλού Μυελώματος από Ολόσωμες Μαγνητικές Τομογραφίες

Abstract

Το Πολλαπλό Μυέλωμα αποτελεί μια σύνθετη και ετερογενή αιματολογική κακοήθεια, η οποία διηθεί τον μυελό των οστών και εκδηλώνεται με τρεις διαφορετικές μορφές: διάχυτο, εστιακό ή ποικίλο πρότυπο. Η ετερογένεια της νόσου καθιστά την ακρίβεια της διάγνωσης και της αντιμετώπισης εξαιρετικά απαιτητική. Η πολυτροπική προσέγγιση μέσω Whole-Body MRI (WB-MRI), και ειδικότερα βάσει του πρωτοκόλλου MY-RADS, προσφέρει ένα ισχυρό εργαλείο για τη μη επεμβατική αξιολόγηση της έκτασης της νόσου. Ωστόσο, η ερμηνεία των MRI εξετάσεων εξακολουθεί να βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην οπτική εκτίμηση των εικόνων από ειδικούς, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ασυνέπειες, παραλείψεις ή ασάφειες στις διαγνώσεις, ειδικά σε περιπτώσεις με κακή ποιότητα εικόνας ή συνύπαρξη διάχυτων και εστιακών αλλοιώσεων. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα εργασία επιχειρεί να καλύψει αυτό το κενό, προτείνοντας μια αυτοματοποιημένη και επεκτάσιμη μεθοδολογία με τη χρήση της Μηχανικής Μάθησης (ML) για την ανίχνευση εστιακών σπονδυλικών αλλοιώσεων σε ασθενείς με Πολλαπλό Μυέλωμα. Για το εγχείρημα αυτό γίνεται χρήση μίας κατηγορίας Νευρωνικών Δικτύων, η οποία, αν και καινοτόμα, δεν έχει υπάρξει αντικείμενο μεγάλης έρευνας, και ειδικά στον συγκεκριμένο τομέα. Συγκεκριμένα θα χρησιμοποιηθούν τα Νευρωνικά Δίκτυα Γράφων (Graph Neural Networks – GNNs), προκειμένου να εντοπιστούν με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια κακοήθειες της νόσου. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, ένα σύνολο από εικόνες κάθε ασθενή θα κατακερματιστεί σε γεωμετρικά συναφείς περιοχές, οι οποίες με τη σειρά τους θα αποτελέσουν τους κόμβους για τη δημιουργία ενός γράφου. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξερεύνηση μιας εναλλακτικής μεθόδου εντοπισμού αλλοιώσεων πέραν των καθιερωμένων, η οποία, εκτός από απλές συσχετίσεις μεταξύ χρωμάτων και σχημάτων, θα μπορεί να λαμβάνει υπόψη και γεωμετρικές και άλλες εξαρτήσεις. Η έρευνα αυτή είναι επεκτάσιμη και μπορεί να προσαρμοστεί περεταίρω με την εισαγωγή επιπλέον πληροφορίας στους γράφους και την κάλυψη περισσότερων τύπων αλλοιώσεων, αυξάνοντας έτσι την ακρίβεια στην αυτόματη σταδιοποίηση και παρακολούθηση της θεραπευτικής ανταπόκρισης σε ασθενείς με Πολλαπλό Μυέλωμα.