Investigation of melanoma tissue with nonlinear multimodal polarimetric microscopy using texture analysis and machine learning
Notice bibliographique
Résumé
Development and metastasis of cancer are known to change the structure of extracellular matrix (ECM), which affect the tumor's further growth and spread. A substantial part of ECM is comprised of collagen, which is a noncentrosymmetric structure. As a result, it generates second harmonic signals, dependent on the polarization of incoming light. This property of collagen led to the applications of polarization-resolved second-harmonic generation (P-SHG) microscopy in investigating collagen ultrastructure changes in different cancers. In this work, multiphoton absorption fluorescence (MPF), third-harmonic generation (THG) and polarimetric second-harmonic generation (P-SHG) measurements were performed on various types and staging of human melanoma histological sections. Reduced polarimetry techniques, employing linear and circular polarization states, were used to obtain polarimetric SHG parameters of collagen in both normal and cancerous tissues. These parameters provide important information about the structural properties of collagen. The parameter distributions were analyzed using a grey-level co-occurrence matrix (GLCM), which allows to obtain statistical parameters, such as correlation, contrast, entropy, angular second moment and inverse difference moment. Statistical tests were performed on polarimetric and texture analysis data in order to determine whether parameter distribution differences in normal and cancerous tissues are statistically significant. Furthermore, a machine learning classifier algorithm was trained to distinguish normal tissues from cancerous using aforementioned polarimetric and texture parameters as predictors. Firstly, separate training and testing datasets were formed from each sample and classification was carried out for each of them individually and afterwards, a common training dataset was used for all samples. The results suggest that normal and cancerous skin tissues can be distinguished from each other with the help of multimodal nonlinear polarimetric microscopy. Also, depending on the type and stage of melanoma, the differences in some polarimetric and texture parameters are more pronounced, suggesting its possible application in melanoma diagnostics and differentiation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».