Obrazová analýza mitotických chromosomů

Abstract

Rozvoj moderní medicíny umožňuje studovat lidský genom a odhalovat predispozice pro odlišné nemoci. Jednou z takových technik je analýza lidského karyotypu, tedy souboru všech chromosomů. Nejdůležitějším krokem při analýze karyotypu je detekce chromosomů a jejich kategorizace. V práci jsem navrhl nový algoritmus pro detekci a kategorizaci chromosomů do sedmi skupin z mikroskopického snímku vzorku DNA. Implementace algoritmu byla provedena v prostředí Matlab. Pro ověření přesnosti segmentace a klasifikace chromosomů byl algoritmus testován na snímcích ze dvou databází (117 a 38 snímků). Sensitivita segmentace činí 88% a pozitivní prediktivní hodnota segmentace je 92%. Úspěšnost párování chromosomů je 77%.

The development in modern medicine has allowed to study human genome and detect predispositions to several diseases. One of very promising techniques is the analysis of human karyotype, i.e., the number and appearance of chromosomes in the cell nucleus. The most important step in the karyotype analysis is the chromosome detection and categorization. In this work, a new algorithm for detection of chromosomes from an image of microscopic DNA sample and their categorization into seven groups was developed. The algorithm was implemented in Matlab. The accuracy of segmentation and classification was tested on a set of images from two databases with 117 and 38 images, respectively. The sensitivity of the developed segmentation reached 88% while the value of positive predictivity of segmentation reached 92%. The success rate of chromosome pairing achieves 77%.