Dysplastisten neutrofiilien tunnistaminen verisivelyvalmisteista kuva-analyysilla

Abstract

Neutrofiilien morfologian patologiset muutokset, eli dysplasiat, ovat yhteydessä moneen vakavaan sairauteen. Dysplastisten neutrofiilien osuutta normaaleista soluista käytetään mm. leukemioiden ja myelodysplastisten sairauksien diagnostiikassa. Tietokoneavusteinen soluntunnistus on yleistynyt viime vuosikymmenen aikana, mutta parannettavaa löytyy vielä. Kasvavat potilasnäytemäärät ja laboratorioammattilaisten puute tuovat tarvetta nopeammille diagnosointimenetelmille. Opinnäytetyön aihe on saatu kuvantunnistusalgoritmien kehittämiseen erikoistuneelta Hematoscope Lab tutkimusryhmältä.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli annotoida perifeerisen veren sivelyvalmisteista dysplastisia neutrofiilejä, jotta näiden avulla voitiin kehittää algoritmi neutrofiilien tunnistamiseen ja luokitteluun automaattisella kuva-analyysilla. Algoritmin koulutusta varten annotoituja dysplasioita olivat hypo- ja hypersegmentaatio, Pseudo-Pelger-Hüet solu, makropolysyytti, inkluusio- ja Döhlen kappaleet sekä hypo- ja hypergranulaatio. Algoritmin toimintaa, väärin luokittelun syitä sekä annotoijien välisiä eroja arvioitiin erilaisilla tilastollisilla menetelmillä.

Tämän opinnäytetyön tutkimustulosten perusteella voidaan todeta, että osa algoritmeista toimii kohtuullisen hyvin, kun taas osa vaatii vielä jatkokehitystä. Virheellisten tulosten tarkastelussa selvisi, mihin luokkiin algoritmit luokittelivat väärin menneet solut, ja että dysplasioiden määrä vaikutti selvästi heikoimmin toimivien algoritmien luokittelutuloksiin. Vertaamalla opinnäytetyön tekijöiden ja algoritmien välisiä annotointeja, voitiin tarkastella algoritmien toimivuutta sekä sitä, kuinka paljon solujen luokitteluun liittyy subjektiivisuuden aiheuttamaa vaihtelua. Johtopäätöksenä todettiin, että opinnäytetyön tuloksia voidaan hyödyntää kuvantunnistusalgoritmien jatkokehityksessä.