Comparison of Original and Compressed Pathology Images in Helicobacter Pylori Diagnosis
Özben Yalçın¹, Gülfize Coşkun², Veysel Olgun², Emre Şenkaya¹, Fatma Korkmaz Aydın¹, Emel Cingi Doğani¹, Nazlı Ecem Kore¹, Seden Atike¹, Arsoy Şahin¹, Refik Selim Atamanalp¹, Buse Akı¹, Cem Çomunoğlu¹
¹T.C. İstanbul Prof. Dr. Cemil Taşcıoğlu City Hospital, Department of Pathology, Istanbul, Türkiye
²Technomind Dijital Sistemler, BÜDOTEK Teknopark, Istanbul, Türkiye
Giriş: Dijital patoloji görüntülerinin sıkıştırılması, veri depolama ve yönetim süreçlerini kolaylaştırmak için gün geçtikçe daha önemli hale gelmektedir. Bu çalışmada, OptiSize yazılımı kullanılarak sıkıştırılan Helicobacter boyanmış patoloji görüntülerinin tanısal doğruluğu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın hedefi, sıkıştırma işleminin tanı konusundaki hassasiyeti ne derece etkilediğini araştırmak ve sıkıştırılmış görüntüler ile orijinal görüntüler arasında herhangi bir tanısal fark olup olmadığını belirlemektir.
Materyal ve Yöntemler: Bu araştırmada, mide biyopsilerine ait 115 adet Helicobacter boyanmış immünohistokimyasal WSI OptiSize ile sıkıştırılmıştır. Görüntüler, negatif, +1, +2 ve +3 olarak derecelendirilmiştir. Patologlar toplamda 85 x 2 = 170 (orijinal ve sıkıştırılmış) görüntü üzerinde helicobakteri derecesini tespit etmiş ve 30*2 görüntüde ise senkronize bir şekilde farklılık olup olmadığını incelemişlerdir. Patologlar bu incelemelerini bir excell tablosuna kaydetmişlerdir. Çalışmada, orijinal ve sıkıştırılmış görüntüler rastgele olacak şekilde A ve B şeklinde karıştırılmıştır, böylelikle kör bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Görüntülerin kalitesinin değerlendirilmesi için SSIM ve PSNR yöntemiyle hesaplama yapılmış ve açık kaynaklı Qupath görüntü analiz programıyla görüntüler üzerinde analizler gerçekleştirilmiştir
Bulgular: Değerlendirme sonucunda, OptiSize ile sıkıştırılan Helicobacter görüntülerinin tanısal doğruluğu üzerinde herhangi olumsuz bir etki olmadığı gözlemlenmiştir. Hem orijinal hem de sıkıştırılmış görüntülerde Helicobacter dereceleri (negatif, +1, +2, +3) tutarlı bir şekilde belirlenmiştir. Yapılan bu kör çalışmada toplam 170 görüntüde helicobakteri derecesi, hem orijinal hem de sıkıştırılmış görüntüler için aynı verilmiştir. Buna ek olarak görüntüler arasında bir farklılık olmadığı raporlanmıştır. Toplam boyutu 115 GB olan orijinal görüntülerin boyutu OptiSize yazılımıyla 59 GB’a düşürülmüştür. Matematiksel hesaplamalarda toplamda 118 görüntü için SSIM değeri ortalama 0.983 (min: 0.980, max: 0.990) olarak hesaplanmıştır. PSNR yönteminde ise ortalama 39.92 dB (min: 38.17, max: 42.167) değeri elde edilmiştir. Qupath ile yapılan analizlerde ise pozitif hücre sayımında korele sonuçlar elde edilmiştir
Sonuç: Araştırma,OptiSize WSI sıkıştırma algoritmasının, Helicobacter immünohistokimyasal analizlerinde tanısal doğruluğu etkilemediğini göstermektedir. Patologlar, orijinal ve sıkıştırılmış görüntüler arasında herhangi bir tanısal fark belirtmemiştir. Sıkıştırılmış görüntülerin hem görsel hem de tanısal anlamda kayıpsız olduğu patologlar tarafından bildirilmiştir. Bu bulgular, yüksek boyutlu WSI görüntülerinin sıkıştırılmasının, laboratuvarların veri depolama kapasitelerini artırmak ve maliyetleri azaltmak için etkili bir yol olduğunu göstermektedir. Çalışma, OptiSize algoritmasının patolojik değerlendirmelerde güvenilir bir sıkıştırma yöntemi olarak kullanılabileceğini ve dijital patolojinin klinik ve araştırma alanlarında daha yaygın bir şekilde benimsenmesine katkıda bulunabileceğini göstermektedir. Çalışmanın ilerleyen kısımlarında daha kapsamlı bir yapay zeka aracı ile incelemeler yapılacaktır.
Anahtar Kelimeler: WSI, Görüntü Sıkıştırma, Helicobacter, İmmünohistokimya, Dijital Patoloji Comparison of Original and Compressed Pathology Images in Helicobacter Pylori Diagnosis Introduction: The compression of digital pathology images is becoming increasingly important to facilitate data storage and management processes. This study examined the effects of compression using OptiSize software on the diagnostic accuracy of Helicobacter-stained pathology images. We investigated how compression affected diagnostic sensitivity and determined whether there are any diagnostic differences between compressed and original images. Materials and Methods: In this study, 115 immunohistochemically Helicobacter-stained WSI images of gastric biopsies were compressed using OptiSize. The images were graded as negative, +1, +2, and +3. Pathologists assessed the Helicobacter grading on a total of 170 (85 original and 85 compressed) images and examined 60 images (30 original and 30 compressed) for synchronized differences. These assessments were recorded in an Excel spreadsheet. The study was conducted in a blinded manner by randomly mixing the original and compressed images labeled as A and B. To evaluate the image quality, calculations were performed using the SSIM and PSNR methods, and analyses were conducted on the images using the open-source QuPath image analysis software.
