Geri Dön

Fare testisi mikroskop görüntülerinden yapay zekâ teknikleri ile tübül ve spermatogonyal kök hücre tespiti

Detecting tubules and spermatogonial stem cells in mouse testis micrographs by using artificial intelligence techniques

  1. Tez No: 692628
  2. Yazar: BURAK KAHVECİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PETEK KORKUSUZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ FUAT AKAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

Spermatogonyal kök hücreler fertiliteyi sağlayan az sayıdaki sperm öncülleri olup saptanmaları zordur. Puberte öncesi testis hasarıyla gelişen infertilitede spermatogonyal kök hücre havuzunun sayıca belirlenmesi klinik için önemlidir. Görüntü işleme ve yapay zekâ alanındaki bölütleme ve öznitelik çıkartma yöntemleri ile somatik ve germ hücreleri saptanarak sayılabilmektedir. Bu çalışmada bölütleme, öznitelik çıkarımı ve derin öğrenme (YOLOv4) yöntemleriyle testis kesit mikrograflarındaki verilerle seminifer tübüller ve spermatogonyal kök hücrelerin hızlı, pratik ve güvenli bir şekilde tanımlanması ve sayılmasını sağlayan bir biyomühendislik sistemi geliştirileceği varsayılmıştır. Bu varsayımı test etmek için C57BL/6 yeni doğan farelerin testis parafin bloklarının seri kesitlerinde hematoksilen eozin ve spermatogonyal kök hücre belirteci SALL4 ile işaretlenmiştir. 66 dijital mikrografta aktif kontur modeliyle elde edilen seminifer tübül veri setlerinde makine öğrenmesi yöntemleri; destek vektör makineleri, karar ağacı, rastgele orman, naive bayesian, k en yakın komşu ve lojistik regresyon kullanılarak sınıflandırma işlemi gerçekleştirildiğinde sırasıyla %96,5, %96,5, %97,1, %90,4, %89,1 ve %96,5 oranında tespit sağlanmıştır. YOLOv4 tekniğinde kullanılmak üzere seminifer tübül için 12734 adet veri, spermatogonyal kök hücre için 9889 adet veri kullanılarak veri seti oluşturulmuştur. Buna göre seminifer tübüller %94, spermatogonyal kök hücreler %93 oranında tespit edilmiştir. Sonuç olarak, yeni doğan erkek fare testis kesitlerinden elde edilen mikrograflarla oluşturulan bu yapay zekâ teknikleri ile spermatogonyal kök hücrelerin tespitini sağlayarak başarıyla çalışmış olup, elde edilen sonuçlar ileri çalışmalarla geliştirildiğinde, deneysel hayvan modellerinde spermatogonyal kök hücre havuzunun hesaplanması için ve prepubertal testis biyopsisi alınan çocuklarda biyopsi etkinliğini belirlemek üzere kliniğe aktarılabilecek yeni ürünler oluşturma potansiyeli taşımaktadır.

Özet (Çeviri)

Spermatogonial stem cell that provide male fertility, are few in number and difficult to detect. The cells numbers detection is critical in infertility due to prepubertal testicular damage. Several cell types can be counted by segmentation and feature extraction methods by image processing and artificial intelligence technique. In this study, we hypothesized to develop a bioengineering system that allows rapid, safe and easy quantification of spermatogonial stem cells by using segmentation, feature extraction and deep learning methods (YOLOv4). To test this hypothesis, paraffin serial sections were obtained from C57BL / 6 type newborn male mice testes and stained with hematoxylin eosin and SALL4 that is a spermatogonial stem cells marker. Classification process was performed using machine learning methods, support vector machines, decision tree, random forest, naive bayesian, k nearest neighbor, and logistic regression and seminiferous tubule data sets were obtained with active contour model in 66 digital micrographs, the detection rate was calculated as 96,5%, 96,5%, 97,1%, 90,4%, 89,1%, and 96,5% for respectively support vector machines, decision tree, random forest, naive bayesian, k nearest neighbor, and logistic regression. A data set was created using 12734 and 9889 data by YOLOv4 for seminiferious tubules and spermatogonial stem cell respectively. The detection rate was 94% and 93% for seminiferous tubules and spermatogonial stem cells repectively. In conclusion, a new artificial intelligence technique has been created by using testiscular section micrographs and it has been successfully worked for detecting spermatogonial stem cells. This new bioengineering product has a potential to be translated into in vivo experimental animal models in order to calculate spermatogonial stem cell pool number and then to be used in prepubertal children testicular biopsies in future.

Benzer Tezler

  1. Methamidophos' un fare testis dokusu üzerine etkilerinin elektron mikroskobik düzeyde araştırılması

    Investigation of effects methamidophos on rat testicular tissue by electron microscope

    UMUT GÜMÜŞAY

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Histoloji ve EmbriyolojiÇukurova Üniversitesi

    Acil Tıp Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET SEBE

  2. Östrojenden yoksun ve zengin diyet uygulamasında testis ince yapısı

    Ultrastructure of testes in estrogen-free and estrogen-rich diet

    KUBİLAY VİCDAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Veteriner HekimliğiGazi Üniversitesi

    Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. DENİZ ERDOĞAN

  3. Etanolün fare testisi üzerine olan toksisitesine karşı askorbik asitin koruyucu etkisinin mikroskopik olarak değerlendirilmesi

    Microscopic examination about protective effect of ascorbic acid against ethanol toxicity on mouse testis

    GÜLTAÇ TIĞDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    MorfolojiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENGİN YENİLMEZ

  4. Doping amaçlı kullanılan anabolik steroidlerin testis ince yapısı üzerine etkilerinin elektron mikroskobu ile incelenmesi

    Investigation of the anabolic steroid as a doping effect on ultrastructure of testis using electron microscopy

    EMİNE KIZILKANAT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    MorfolojiÇukurova Üniversitesi

    Anatomi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAHRİ DERE