Μορφοκλασματικοί βιοδείκτες της δομής του μεταστατικού μελανώματος με χρήση PET/CT απεικονίσεων.

Κόσμου, Αναστασία; Kosmou, Anastasia

dc.contributor.author	Κόσμου, Αναστασία	el
dc.contributor.author	Kosmou, Anastasia	en
dc.date.accessioned	2021-07-15T10:59:27Z
dc.date.available	2021-07-15T10:59:27Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53629
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21327
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Eπεξεργασία εικόνων	el
dc.subject	Mορφοκλασματικοί βιοδείκτες	el
dc.subject	PET/CT απεικονίσεις	el
dc.subject	Mεταστατικό μελάνωμα	el
dc.subject	Mορφοκλασματική ανάλυση	el
dc.subject	Image processing	en
dc.subject	Fractal biomarkers	en
dc.subject	PET/CT scans	en
dc.subject	Metastatic melanoma	en
dc.subject	Fractal analysis	en
dc.title	Μορφοκλασματικοί βιοδείκτες της δομής του μεταστατικού μελανώματος με χρήση PET/CT απεικονίσεων.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία Ιατρικών Εικόνων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-06-17
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη ιατρικών απεικονίσεων μέσω μορφοκλασματικής και πολυμορφοκλασματικής ανάλυσης, σε ασθενείς με μεταστατικό μελάνωμα που λαμβάνουν ανοσοθεραπεία. Αρχικός στόχος της μελέτης ήταν η διερεύνηση του κατά πόσον η μορφοκλασματική διάσταση της διασποράς των μεταστάσεων και οι γενικευμένες μορφοκλασματικές διαστάσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για την ανάλυση της εξέλιξης μεταστατικών νόσων. Με βάση τα θετικά αποτελέσματα του αρχικού στόχου, έγινε εκτίμηση της απόδοσης της ανοσοθεραπείας, της κατανομής των μεταστάσεων στους ασθενείς και η σύγκριση ασθενών και υγιών ατόμων με τη χρήση μορφοκλασματικών βιοδεικτών. Στους 19 ασθενείς των οποίων τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν, έχει χορηγηθεί ανοσοθεραπεία με μονοκλωνικά αντισώματα (ipilimumab, nivolumab, pembrolizumab) που αναστέλλουν βασικά σημεία ελέγχου της ανοσοεπιτήρησης (immune checkpoint inhibitors) και έχουν ληφθεί ολόσωμες PET/CT απεικονίσεις σε τρία διαδοχικά στάδια (πριν και μετά τη θεραπεία), με τη χρήση ραδιοφαρμάκου 2-δεοξυ-2-(18F) φθοριο-d-γλυκόζη (FDG). H οπτικοποίηση των τρισδιάστατων δεδομένων πραγματοποιήθηκε μέσω λογισμικών απεικόνισης κατάλληλων για την ανάγνωση και ψηφιοποίηση ιατρικών εικόνων με το πρότυπο DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Οι ολόσωμες απεικονίσεις των ατόμων μετατράπηκαν σε τρισδιάστατους πίνακες των οποίων τα στοιχεία αντιστοιχούν στις τοπικές τιμές φωτεινότητας των εικονοστοιχείων, οι οποίες αντιπροσωπεύουν την πρόσληψη της γλυκόζης στις περιοχές του σώματος. Για τη μελέτη και σύγκριση της κατανομής του ραδιοφαρμάκου σε υγιείς και ασθενείς αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι που υλοποιούν μορφοκλασματική (fractal) και πολυ-μορφοκλασματική (multifractal) ανάλυση στα τρισδιάστατα δεδομένα και υπολογίζουν την μορφοκλασματική διάσταση και τις γενικευμένες διαστάσεις. Η ταυτοποίηση της καταλληλότερης μεθόδου υλοποίησης επετεύχθη μέσα από διαφορετικούς τρόπους εφαρμογής των αλγορίθμων, με τη χρήση δύο εναλλακτικών μεθόδων ανάγνωσης δεδομένων και την δοκιμή τριών διαφορετικών κατωφλίων έντασης των εικονοστοιχείων (pixel). Τέλος, τα αποτελέσματα ήρθαν σε σύγκριση με τα ιατρικά πορίσματα, ώστε να εκτιμηθεί η εγκυρότητα τους και η δυνατότητα χρησιμοποίησης μορφοκλασματικών παραμέτρων για την αξιολόγηση του θεραπευτικού αποτελέσματος του μεταστατικού μελανώματος. Παρατηρήθηκε πως τα αποτελέσματα της μορφοκλασματικής ανάλυσης συμφωνούν με τα ιατρικά πορίσματα στο 77.42% των περιπτώσεων, ενώ της πολυμορφοκλασματικής ανάλυσης παρέχουν καλύτερη πρόβλεψη, με ταύτιση των αποτελεσμάτων στο 80.65% των περιπτώσεων.	el
heal.abstract	The subject of this diploma thesis is the use of fractal and multifractal analysis for the study of PET/CT medical images of patients with metastatic melanoma receiving immunotherapy. The initial goal of the study was to investigate whether the fractal and generalized dimensions of the dispersion of metastases can be used as biomarkers to analyze the evolution of metastatic diseases. Based on the positive results of the initial goal, fractal biomarkers were evaluated for the assessment of treatment response, the distribution of metastases in patients and the comparison of patients and control subjects. The 19 patients, whose data were used, received immunotherapy with immune checkpoint inhibitors with monoclonal antibodies (ipilimumab, nivolumab, pembrolizumab). For each patient, full-body PET/CT imaging was performed in three consecutive stages (prior and during immunotherapy), using the radiopharmaceutical 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG). The visualization of the 3D data was carried out through software suitable for reading and digitizing medical images with the DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) standard. The full body images of the patients were converted into three-dimensional tables whose data correspond to the values of local brightness (i.e. 18F-FDG uptake) of the pixels. Algorithms were developed for the examination and comparison of the distribution of radiopharmaceuticals in control subjects and patients. These algorithms implement the fractal and multifractal analysis in three-dimensional data by calculating their fractal and generalized dimensions. The determination of the best implementation method was achieved by applying alternative ways of algorithm implementation, using two different data reading methods and testing three different pixel intensity thresholds. Finally, the results of the analysis, were compared with the medical findings, in order to assess their validity and the possibility of using fractal parameters to assess therapeutic outcome of metastatic melanoma after immunotherapy. The results of fractal analysis agree with clinical findings in 77.42% of the cases, while multifractal analysis provides better predictions, with results matching in 80.65% of the cases.	en
heal.advisorName	Ματσόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Προβατά, Αστέρω	el
heal.committeeMemberName	Κουτσούρης, Δημήτριος-Διονύσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	115 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false