Akış sitometrisi verilerinde örüntü tanıma

Abstract

Kan Örnekleri incelenerek yapılan analizlerde Akış Sitometrisi (Flow Cytometry) cihazı sıklıkla kullanılmaktadır. Akış sitometrisi verilerinin analizine hastalık tanısı koyma, hastalığın ilerleme safhasını izleme gibi durumlarda ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat bu çok boyutlu verilerin insan eliyle yani manuel olarak analizinin yapılması çeşitli sebeplerden dolayı istenilen seviyede verimle yapılamamaktadır. Bu Tez çalışmasında Akış Sitometrisi verilerinde uzmanlar tarafından manuel olarak yapılan kapılama (gating) işleminin bilgisayar tarafından otomatik olarak yapılabilmesine olanak sağlayan bir algoritma oluşturulması amaçlanmıştır. Oluşturulan algoritma k-ortalamalar (k-means), Gauss Karışım Yöntemi (Gaussian Mixture Method – GKM) kümeleme yöntemleri, Beklenti Eniyileme (Expectation Maximization – BE) algoritması ve Chernoff uzaklık ölçüm yöntemini içermektedir. Tez kapsamında oluşturulan algoritma DLBCL veri kümesi üzerinde iki farklı şekilde test edilmiş olup %87,44 ve %86,06 başarı oranı elde edilmiştir. Sonuçlar var olan yöntemlerle karşılaştırıldığında birçok benzer çalışmaya göre daha yüksek başarı seviyesi elde edilmiştir.

Flow Cytometry device is frequently used in the analysis of blood samples. Analysis of Flow Cytometry data is needed in cases such as diagnosing disease, monitoring progression of disease. However, the manual analysis of these multi-dimensional data by the hand cannot be performed at the desired level due to various reasons. In this thesis study, it is aimed to create an algorithm which allows the gating process by manual gating to be performed automatically by the experts in the flow cytometry data. The algorithm consists of k-means, Gaussian Mixture Method (GMM) clustering methods, Expectation Maximization (EM) algorithm and Chernoff distance measurement method. The algorithm developed in the scope of the thesis was tested in two different ways on the DLBCL dataset and a success rate of 87.44% and 86.06% was obtained. The results showed a higher level of success was obtained compared to many similar studies.