Μελέτη αλλοιώσεων του ενδομητρίου με τεχνικές ανάλυσης εικόνας

Abstract

The incidence of endometrial cancer has increased in recent years, so that in western world it has become the most frequent gynaecological cancer. Efforts for the early detection of the disease have led to the use of endometrial devices which can be used as outpatient diagnostic methods. Such devices can collect endometrial sample and provide a reliable cytοlogical diagnosis. The recent developments in computers and the use of image analysis techniques in Cytology, makes it feasible to use systems which can collect and analyse morphometric measurments of cells. According to these morphometric characteristics, a classification in diagnostic categories can be achieved In the present study, 106 postmenopausal women were studied. Endometrial samples were collected from all of them with the use of Gynoscann endometrial device. An experimental system of image analysis was used. The system achieved a right chassification of atrophic endometrial cells in 90,21% of the cases and in 89% of the cases of proliferative and secretory endometrial cells. The method achieved the correct diagnosis in 50% of the cases of cystic and adenomatous hyperplasias and only in 25% of the cases of adenomatous hyperplasias and adenomatous hyperplasias with atypias. This reflects the difficulty of the system to distinguish between cells of cystic and adenomatous hyperplasia and between cells of adenomatous and atypical adenomatous hyperplasia. Yet, when the Fox classification was used, the system could classificate correctly the 97% of the cases with atrophy, the 99,95 of the cases with hyperplasia and the 96,12% of the cases with atypical hyperplasia. Finally, when we divided cur material in cases without atypias (secretory endometrium, proliferative endometrium, atrophy, polyps, hyperplasias without atypias) and cases with atypias (atypical hyperplasias, and endometrial cancer), the diagnostic accuracy of the method was 93,4% and a correct classification of cases with and without atypias was achieved in 95,1% and 91,12% respectively. Since nowdays it is well established that malignancy potential have only atypical cells, the system achieves a correct classification in most cases. It seems that a correct classification is not feasible in 100% of the cases, since progression of cells without malignancy potential to cells with malignancy potential has not a distinguish line. This could also explain the diagnostic difficulties of cytopathologists in clinical praxis.

Η αυξημένη συχνότητα του καρκίνου του ενδομητρίου, σε σημείο μάλιστα που να εμφανίζεται σαν ο συχνότερος γυναικολογικός καρκίνος στις δυτικές, χώρες, έχει οδηγήσει σε προσπάθειες για την όσο το δυνατόν πρωΐμότερη διάγνωση της νόσου. Η κυτταρολογική εξέταση επιχρισμάτων που λαμβάνονται από το ενδομήτριο με ειδικές συσκευές μιας χρήσεως σε εξωτερικές ασθενείς, έχει αποδειχθεί αξιόπιστη διαγνωστική μέθοδος. Η τεχνολογική εξέλιξη στην πληροφορική, αλλά και η εφαρμογή συστημάτων ανάλυσης εικόνας, παρέχουν τη δυνατότητα να τροφοδοτήσουμε ένα σύστημα πληροφορικής με δεδομένα που αφορούν χαρακτηριστικά κυττάρων και το σύστημα να εκπαιδευτεί ώστε να καταγραφεί τα χαρακτηριστικά, να αναλύσει τις μετρήσεις και τελικά να ταξινομήσει το υλικό σε κατηγορίες που αντιπροσωπεύουν διάγνωση. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν 100 μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες από τις οποίες ελήφθη κυτταρολογικό υλικό από το ενδομήτριο με τη χρήση της συσκευής Gynoscann. Η μελέτη του υλικού πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια ενός πειραματικού συστήματος ανάλυσης εικόνας, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα κατακερματισμού της εικόνας, μέτρησης και εκτίμησης των μορφομετρικών χαρακτηριστικών των κυττάρων και ταξινόμηση τους με τη χρήση νευρωνικού δικτύου οπισθοδρομικής διάσωσης σφάλματος. Το σύστημα έχει την δυνατότητα να εκπαιδεύεται, να βελτιώνει τις επιδόσεις του και να εξάγει συμπεράσματα. Επετεύχθη ορθή ταξινόμηση των κυττάρων ατροφικού ενδομητρίου στο 90,21% των περιπτώσεων και κυττάρων παραγωγικού και εκκριτικού ενδομητρίου στο 89% των περιπτώσεων. Η διαγνωστική ακρίβεια της μεθόδου, όσον αφορά την κυστική και αδενωματώδη υπερπλασία ήταν 50% περίπου και αφορούσε κυρίως αδυναμία διάκρισης των κυττάρων αυτών των αλλοιώσεων τόσο μεταξύ τους, όσο και από περιπτώσεις πολύποδος. Ορθή ταξινόμηση κυττάρων υπερπλαστικού ενδομητρίου από κύτταρα υπερπλαστικά με ατυπίες επετεύχθη στο 25% των περιπτώσεων, γεγονός που Φανερώνει την αδυναμία του συστήματος να διακρίνει τα κύτταρα αυτής της αλλοίωσης από τα καρκινικά κύτταρα. Εάν όμως χρησιμοποιηθεί η ταξινόμηση του Fox για την μορφολογική προσέγγιση των αλλοιώσεων του ενδομητρίου, επιτυγχάνεται ορθή ταξινόμηση κυττάρων ατροφίας στο 97% των περιπτώσεων και υπερπλασίας χωρίς κυτταρική ατυπία στο 99,95% των περιπτώσεων. Τέλος, εάν χωρίσουμε το υλικό μας σε καλοήθεις αλλοιώσεις και κακοήθεις αλλοιώσεις (υπερπλασίες με ατυπία και καρκινώματα), η ολική διαγνωστική ακρίβεια της μεθόδου είναι 93,4% και επιτυγχάνεται η ορθή ταξινόμηση των καλοηθών αλλοιώσεων στο 91,12% και των κακοηθών αλλοιώσεων στο 95,1%. Επειδή σήμερα είναι τεκμηριωμένο ότι δυναμικό κακοήθειας έχουν μόνο κύτταρα με ατυπίες, το σύστημα ταξινομεί ορθά το μεγαλύτερο ποσοστό των περιπτώσεων. Φαίνεται ότι δεν είναι δυνατή η ορθή ταξινόμηση στο 100% των περιπτώσεων, αφού η μετάβαση από κύτταρα χωρίς δυναμικό κακοήθειας σε κύτταρα με δυναμικό κακοήθειας δεν έχει σαφή όρια, γεγονός που εξηγεί και τις δυσκολίες που συναντούν οι μορφολόγοι γιατροί στην καθημέρα διαγνωστική πράξη.