Multistage Segmentation of Prostate Cancer Tissues Using Sample Entropy Texture Analysis
Creators
- 1. COMSATS University Islamabad
- 2. Lahore Garrison University
- 3. Najran University
- 4. AGH University of Krakow
- 5. University of Okara
Description
In this study, a multistage segmentation technique is proposed that identifies cancerous cells in prostate tissue samples. The benign areas of the tissue are distinguished from the cancerous regions using the texture of glands. The texture is modeled based on wavelet packet features along with sample entropy values. In a multistage segmentation process, the mean-shift algorithm is applied on the pre-processed images to perform a coarse segmentation of the tissue. Wavelet packets are employed in the second stage to obtain fine details of the structured shape of glands. Finally, the texture of the gland is modeled by the sample entropy values, which identifies epithelial regions from stroma patches. Although there are three stages of the proposed algorithm, the computation is fast as wavelet packet features and sample entropy values perform robust modeling for the required regions of interest. A comparative analysis with other state-of-the-art texture segmentation techniques is presented and dice ratios are computed for the comparison. It has been observed that our algorithm not only outperforms other techniques, but, by introducing sample entropy features, identification of cancerous regions of tissues is achieved with 90% classification accuracy, which shows the robustness of the proposed algorithm.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، تم اقتراح تقنية تجزئة متعددة المراحل تحدد الخلايا السرطانية في عينات أنسجة البروستاتا. تتميز المناطق الحميدة في الأنسجة عن المناطق السرطانية باستخدام نسيج الغدد. تمت نمذجة النسيج بناءً على ميزات حزمة الموجات الصغيرة جنبًا إلى جنب مع قيم انتروبيا العينة. في عملية التجزئة متعددة المراحل، يتم تطبيق خوارزمية التحول المتوسط على الصور المعالجة مسبقًا لإجراء تجزئة خشنة للأنسجة. يتم استخدام حزم الموجات في المرحلة الثانية للحصول على تفاصيل دقيقة للشكل المنظم للغدد. أخيرًا، يتم نمذجة نسيج الغدة من خلال قيم إنتروبيا العينة، والتي تحدد المناطق الظهارية من بقع السدى. على الرغم من وجود ثلاث مراحل للخوارزمية المقترحة، إلا أن الحساب سريع حيث تؤدي ميزات حزمة الموجات الصغيرة وقيم إنتروبيا العينة إلى نمذجة قوية للمناطق المطلوبة محل الاهتمام. يتم تقديم تحليل مقارن مع تقنيات تجزئة الملمس الحديثة الأخرى ويتم حساب نسب النرد للمقارنة. وقد لوحظ أن خوارزميتنا لا تتفوق فقط على التقنيات الأخرى، ولكن من خلال إدخال سمات انتروبيا العينة، يتم تحديد المناطق السرطانية من الأنسجة بدقة تصنيف 90 ٪، مما يدل على قوة الخوارزمية المقترحة.Translated Description (French)
Dans cette étude, une technique de segmentation en plusieurs étapes est proposée pour identifier les cellules cancéreuses dans les échantillons de tissu prostatique. Les zones bénignes du tissu se distinguent des régions cancéreuses en utilisant la texture des glandes. La texture est modélisée en fonction des caractéristiques du paquet d'ondelettes ainsi que des valeurs d'entropie de l'échantillon. Dans un processus de segmentation en plusieurs étapes, l'algorithme de décalage moyen est appliqué sur les images prétraitées pour effectuer une segmentation grossière du tissu. Des paquets d'ondelettes sont utilisés dans la deuxième étape pour obtenir des détails fins de la forme structurée des glandes. Enfin, la texture de la glande est modélisée par les valeurs d'entropie de l'échantillon, qui identifie les régions épithéliales à partir des plaques de stroma. Bien qu'il existe trois étapes de l'algorithme proposé, le calcul est rapide car les caractéristiques des paquets d'ondelettes et les valeurs d'entropie des échantillons effectuent une modélisation robuste pour les régions d'intérêt requises. Une analyse comparative avec d'autres techniques de segmentation de texture de pointe est présentée et les rapports de dés sont calculés pour la comparaison. Il a été observé que notre algorithme surpasse non seulement les autres techniques, mais qu'en introduisant des caractéristiques d'entropie des échantillons, l'identification des régions cancéreuses des tissus est réalisée avec une précision de classification de 90%, ce qui montre la robustesse de l'algorithme proposé.Translated Description (Spanish)
En este estudio, se propone una técnica de segmentación multietapa que identifica células cancerosas en muestras de tejido prostático. Las áreas benignas del tejido se distinguen de las regiones cancerosas utilizando la textura de las glándulas. La textura se modela en función de las características del paquete de wavelets junto con los valores de entropía de la muestra. En un proceso de segmentación de múltiples etapas, el algoritmo de desplazamiento medio se aplica a las imágenes preprocesadas para realizar una segmentación gruesa del tejido. Los paquetes de ondículas se emplean en la segunda etapa para obtener detalles finos de la forma estructurada de las glándulas. Finalmente, la textura de la glándula se modela mediante los valores de entropía de la muestra, que identifica las regiones epiteliales de los parches de estroma. Aunque hay tres etapas del algoritmo propuesto, el cálculo es rápido ya que las características del paquete de wavelets y los valores de entropía de la muestra realizan un modelado robusto para las regiones de interés requeridas. Se presenta un análisis comparativo con otras técnicas de segmentación de texturas de última generación y se calculan las relaciones de dados para la comparación. Se ha observado que nuestro algoritmo no solo supera a otras técnicas, sino que, al introducir características de entropía muestral, se logra la identificación de regiones cancerosas de tejidos con un 90% de precisión de clasificación, lo que demuestra la robustez del algoritmo propuesto.Files
pdf.pdf
Files
(2.9 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:8ff0f9d1dbb16472d9e53151d384dabd
|
2.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تجزئة متعددة المراحل لأنسجة سرطان البروستاتا باستخدام عينة تحليل نسيج الانتروبيا
- Translated title (French)
- Segmentation en plusieurs étapes des tissus cancéreux de la prostate à l'aide d'un échantillon d'analyse de texture entropique
- Translated title (Spanish)
- Segmentación multietapa de tejidos de cáncer de próstata mediante análisis de textura de entropía de muestra
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3107788147
- DOI
- 10.3390/e22121370
References
- https://openalex.org/W1862394037
- https://openalex.org/W1912381072
- https://openalex.org/W1975103383
- https://openalex.org/W2012947535
- https://openalex.org/W2020830322
- https://openalex.org/W2030041075
- https://openalex.org/W2048990349
- https://openalex.org/W2050978844
- https://openalex.org/W2058792133
- https://openalex.org/W2067191022
- https://openalex.org/W2073630396
- https://openalex.org/W2103243046
- https://openalex.org/W2113022856
- https://openalex.org/W2126563020
- https://openalex.org/W2127831489
- https://openalex.org/W2128252595
- https://openalex.org/W2138282031
- https://openalex.org/W2146655125
- https://openalex.org/W2156057520
- https://openalex.org/W2156398782
- https://openalex.org/W2156447271
- https://openalex.org/W2235165676
- https://openalex.org/W2790751088
- https://openalex.org/W2807290826
- https://openalex.org/W2899025319
- https://openalex.org/W2937483840
- https://openalex.org/W2945277023
- https://openalex.org/W3007562589
- https://openalex.org/W3015887428
- https://openalex.org/W3043139899
- https://openalex.org/W3101285135
- https://openalex.org/W3211330693