Bazal hücreli karsinom, skuamöz hücreli karsinom ve malign melanomun in vivo reflektans konfokal mikroskopi görüntülerinin Shannon entropi, basıklık, çarpıklık ve görüntü doku analizi ile tanısal ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of the diagnostic associations of in vivo reflectance confocal microscopy images of basal cell carcinoma, squamous cell carcinoma, and malignant melanoma using Shannon entropy, kurtosis, skewness, and texture analysis
- Tez No: 988516
- Danışmanlar: PROF. DR. IŞIL KARAARSLAN
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Dermatoloji, Dermatology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Tıp Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Deri ve Zührevi Hastalıklar Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışma, in vivo reflektans konfokal mikroskopi (RKM) optik kesitlerinden türetilen entropi, çarpıklık (skewness), basıklık (kurtosis) ve ilgili kantitatif özelliklerin bazal hücreli karsinom (BHK), skuamöz hücreli karsinom (SHK) ve malign melanom (MM)'nin non-invaziv, hızlı ve nesnel ayrımındaki katkısını sistematik olarak değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Yöntem: 2014–2024 yılları arasında, histopatolojik olarak doğrulanmış 175 hastaya (60 BHK, 40 SHK, 75 MM) ait gri tonlamalı RKM görüntüsü çalışmaya dâhil edilmiştir. Görüntüler, ölçekleme ve normalizasyon adımlarını içeren standart ön işleme sürecinden geçirilmiştir. Bunu takiben, yoğunluk ölçümleri (ortalama, medyan, varyans), gri seviye eş oluşum matrisi (GSEM) temelli doku istatistikleri (kontrast, homojenlik, enerji), kenar–gradyan göstergeleri (kenar yoğunluğu, Sobel), frekans alanı ölçümleri (Fourier enerjisi) ve Hough çizgilerine dayalı tanımlayıcıları kapsayan toplam 165 özellik çıkarılmıştır. Özellik uzayı üzerinde Ward bağlantısı ve Öklidyen uzaklık kullanılarak denetimsiz hiyerarşik kümeleme uygulanmıştır. Uygun küme sayısı siluet skoru ile belirlenmiş ve elde edilen dendrogram niteliksel olarak yorumlanmıştır. Anlamlılık düzeyi p<0,05 olarak kabul edilmiştir. İlgili etki büyüklükleri raporlanmıştır. Tanı grupları arasındaki farkların istatistiksel değerlendirilmesinde, varsayımları karşılayan değişkenlerde ANOVA ve Tukey HSD, varsayımları karşılamayanlarda Kruskal–Wallis ve Bonferroni düzeltmeli Dunn testi kullanılmıştır. Bulgular: Analiz, 31.801 RKM görüntüsü için en uyumlu yapının on beş kümeden oluştuğunu göstermiştir. Siluet skoru 0,2983'tür ve kümeler tanı etiketlerinden bağımsız oluşsa da bazıları belirli tanılarda yüksek saflık düzeyleri göstermektedir. MM için yüksek saflık oranlarıyla öne çıkan saf kümeler Küme 3 (%93,6), Küme 5 (%89,0), Küme 10 (%89,5), Küme 13 (%83,2) ve Küme 14 (%96,7)'tür. SHK için belirgin saf küme ise küme 9 olup saflık oranı %94,8'dir. SHK ağırlıklı fakat sınırda yüksek saflığa sahip kümeler Küme 6 (%79,3) ve Küme 7 (%78)'dir. Karışım ve heterojenite gösteren kümeler arasında küme 1, küme 2, küme 4, küme 8 küme 11 ve küme 12 yer almakta olup bu gruplarda tek tanı baskınlığı %55–60 aralığındadır. Tanı grupları arasında çok sayıda özelliğin dağılımı istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermiştir. En belirgin ayırıcılar GSEM homojenlik, GSEM enerji ve ortalama ile medyan yoğunluktur. Post-hoc karşılaştırmalar GSEM kontrast açısından BHK>SHK>MM, GSEM homojenlik açısından SHK>MM>BHK, kenar yoğunluğu ve Sobel ortalaması açısından BHK>SHK>MM sıralamasını göstermiştir. Sonuç: Bu çalışma, RKM optik kesitlerinde entropi, çarpıklık ve basıklığın birlikte ve sistematik biçimde değerlendirildiği literatürdeki ilk uygulama olup, bu yüksek mertebeden istatistiksel ölçütlerin lezyonların yapısal karmaşıklığını sayısallaştırmada ve BHK, SHK, MM ayrımını desteklemede anlamlı katkı sunduğunu göstermektedir. Denetimsiz, özellik tabanlı kümeleme bazı kümelerde tek tanıya yakın yüksek saflık düzeyleri, bazı kümelerde ise belirgin karışım ve heterojenite ortaya koymuş; bu bulgu olası morfolojik alt fenotiplere ve yalnızca görüntü temelli sınıflandırmanın belirsizleşebileceği olgulara işaret etmiştir. Sonuçlar, nicel belirteçlerin klinik karar süreçlerinde tek başına tanı koydurucu olmamakla birlikte güçlü ve nesnel tamamlayıcı araçlar olarak değerlendirilebileceğini, hasta öyküsü ve klinik bağlamla bütünleştirildiğinde RKM'nin tanısal değerini artırdığını desteklemektedir. Gelecekte katman temelli analiz, karışık kümeleri ayrıştıracak ek özelliklerin geliştirilmesi ve denetimli modellerle dış doğrulama öncelikli araştırma alanları olarak öne çıkmaktadır. Genel çerçeve, nicel alt tiplendirme ve karar destek sistemlerinin standardizasyonunu güçlendiren uygulanabilir bir yol haritası sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Objective: This study aims to systematically evaluate the contribution of entropy, skewness, kurtosis, and related quantitative features derived from in vivo reflectance confocal microscopy (RCM) optical sections to the noninvasive, rapid, and objective differentiation of basal cell carcinoma (BCC), squamous cell carcinoma (SCC), and malignant melanoma (MM). Methods: Gray scale RCM images from 175 histopathologically confirmed patients (60 BCC, 40 SCC, 75 MM) collected between 2014–2024 were included. Images underwent a standardized preprocessing pipeline comprising scaling and normalization. Subsequently, a total of 165 features were extracted, encompassing intensity measures (mean, median, variance), gray-level co-occurrence matrix (GLCM)–based texture statistics (contrast, homogeneity, energy), edge–gradient descriptors (edge density, Sobel), frequency-domain measures (Fourier energy), and Hough line–based descriptors. Unsupervised hierarchical clustering was performed on the feature space using Ward linkage and Euclidean distance. The optimal number of clusters was determined via the silhouette score, and the resulting dendrogram was qualitatively interpreted. For statistical comparisons among diagnostic groups, ANOVA with Tukey HSD was used for variables meeting parametric assumptions, and Kruskal–Wallis with Bonferroni-corrected Dunn tests for those that did not. Statistical significance was set at p<0.05, and the corresponding effect sizes were reported. Results: Analysis of 31,801 RCM images indicated that a 15-cluster solution provided the most coherent structure. The silhouette score was 0.2983, and although clusters were formed independent of diagnostic labels, several exhibited high purity for specific diagnoses. Clusters with high purity for MM were Cluster 3 (93.6%), Cluster 5 (89.0%), Cluster 10 (89.5%), Cluster 13 (83.2%), and Cluster 14 (96.7%). The most distinct pure cluster for SCC was Cluster 9 with a purity of 94.8%. SCC-heavy clusters with borderline-high purity included Cluster 6 (79.3%) and Cluster 7 (78%). Mixed and heterogeneous clusters included Clusters 1, 2, 4, 8, 11, and 12, in which single-diagnosis dominance ranged from 55–60%. Numerous features differed significantly across diagnostic groups. The most discriminative were GLCM homogeneity, GLCM energy, and mean and median intensity. Post-hoc comparisons showed the following orderings: for GLCM contrast, BCC>SCC>MM; for GLCM homogeneity, SCC>MM>BCC; and for edge density and Sobel mean, BCC>SCC>MM. Conclusions: This study represents the first application in the literature to jointly and systematically assess entropy, skewness, and kurtosis in RCM optical sections. These higher-order statistical measures meaningfully quantify lesion structural complexity and support the differentiation of BCC, SCC, and MM. The unsupervised, feature-based clustering revealed near single-diagnosis high-purity clusters in some cases and pronounced mixture and heterogeneity in others, suggesting potential morphological sub-phenotypes and highlighting cases in which image-only classification may be uncertain. Overall, while quantitative markers are not independently diagnostic, they constitute robust and objective complementary tools that, when integrated with patient history and clinical context, enhance the diagnostic value of RCM. Future priorities include layer-specific analyses, development of additional features to disentangle mixed clusters, and external validation with supervised models. In summary, the framework offers a practical roadmap that strengthens standardization for quantitative subtyping and clinical decision-support systems.
Benzer Tezler
- Derinin bazal hücreli, skuamöz hücreli ve merkel hücreli neoplazilerinde EZH2 immunohisyokimyasal ekspresyonunun değerlendirilmesi
Evaluation of EZH2 immunohistochemical expression in basal cell, squamous cell and merkel cell neoplasies of the skin
SENA ECİN DEMEZOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
PatolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiTıbbi Patoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM LEBLEBİCİ
- İntraepi̇dermal ve i̇nvazi̇v neoplasti̇k deri̇ lezyonlarinda p53 ve p63'ün i̇mmünhi̇stoki̇myasal anali̇zi̇
Evaluation of p53 and p63 immunohistochemical staining in intraepidermal and invasive skin lesions
TUĞBA TAŞKIN TÜRKMENOĞLU
- Aktinik keratoz, bazal hücreli karsinom, skuamöz hücreli karsinom ve malign melanom 'da trpm4 ve trpm8 reaktivitesinin araştırılması
Examination of reactivity of trpm4 and trpm8 within actinic keratosis, basal cell carsinoma, squamoz cell carsinoma and malignant melanoma
AZAT GÜNEŞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiFırat ÜniversitesiPlastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÇAKIR
- Aktinik keratoz, bazal hücreli karsinom, skuamöz hücreli karsinom ve Malign Melanom 'da TRPC1 ve TRPM2 reaktivitesinin araştırılması
Examination of reactivity of TRPC1 and TRPM2 within actinic keratosis, basal cell carsinoma, squamoz cell carsinoma and Malignant Melanoma
İBRAHİM KULUBECİOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiFırat ÜniversitesiPlastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÇAKIR
- Kutanöz skuamöz hücreli karsinomda immünsüpresif tedavi ve sistemik inflamatuvar indekslerin klinik etkilerinin retrospektif olarak değerlendirilmesi
Retrospective evaluation of the clinical effects of immunosuppressive therapy and systemic inflammatory indices in cutaneous squamous cell carcinoma
FAHRETTİN KÜÇÜKHEMEK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
DermatolojiGazi ÜniversitesiDeri ve Zührevi Hastalıklar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BURHAN AKSAKAL