Tez No İndirme Tez Künye Durumu
528533
A fully automated application for analysis and quantification of dna damage on comet assay images / Kuyruklu yıldız görüntülerinde dna hasarı ölçümü ve analizi için tam otomatik uygulama
Yazar:EFTAL ŞEHİRLİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED KAMİL TURAN
Yer Bilgisi: Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin:Bilgisayar yazılımları = Computer softwares ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2018
118 s.
Birçok biyomedikal alan için, kullanıcılara otomatik olarak ölçüm yapan ve parametrik sonuçlar veren yazılım uygulamalarını geliştirmek giderek daha önemli hale gelmektedir. Kuyruklu yıldız analizi olarak bilinen tek hücre jel elektroforezi, kullanıcıların DNA hasarı hakkında parametrik sonuçlar elde etmek için ihtiyaç duydukları biyomedikal alanlarda en çok tercih edilen metotlardan biridir. Bu tez çalışmasında Python programlama dili kullanılarak geliştirilen tam otomatik çalışan uygulama ile kuyruklu yıldız görüntüleri üzerinde verimli ve detaylı analiz ve ölçüm yapılmıştır. Ayrı ayrı ve sırasıyla kuyruklu yıldız görüntüleri üzerinde kuyruklu yıldız nesnelerini çıkarma, küçük, bulanık, çakışık gibi kuyruklu yıldız olmayan nesneleri eleme, hasar seviyelerini sağlıklı, hafif, orta ve ağır olarak derecelere ayırma ve kuyruklu yıldız uzunluk, kuyruklu yıldız alan, baş kısmı uzunluk, baş kısmı alan, baş kısmı yüzde, kuyruk kısmı uzunluk, kuyruk kısmı alan, kuyruk kısmı yüzde ve kuyruk momenti olarak parametrelerin hesaplama işlemi yapılmıştır. Gri seviye resimleri ikili resimlere dönüştürmek için özgün bir eşikleme metodu geliştirilmiştir. Çakışık kuyruklu yıldız nesneleri elemek için sinyal işleme ve örüntü tanıma tabanlı özgün bir metot geliştirilmiştir. Bunun yanında, hasar seviyelerini sınıflara ayırmak için de piksel profil analizi, dinamik zaman bükme ve karar ağacı tabanlı özgün bir metot geliştirilmiştir. Kuyruklu yıldız analizi deney çalışmaları sonunda 2476 adet kuyruklu yıldız analiz görüntüleri çekilmiştir. Bulanık nesneleri elemede %72.22 duyarlılık, %93.33 özgüllük ve %81.82 doğruluk elde edilmiştir. Çakışık kuyruklu yıldız nesneleri elemede %91.30 duyarlılık, %93.24 özgüllük ve %92.88 doğruluk elde edilmiştir. Hasar dereceleri ayırmada %72.22 ile %97.22 arasında değişen duyarlılık, %88.89 ile %100 arasında değişen özgüllük ve %90.21 ile %99.30 arasında değişen doğruluk elde edilmiştir. Geliştirilen uygulama aynı kuyruklu yıldız görüntüleri kullanılarak OpenComet ve Comet IV uygulamaları ile karşılaştırılmıştır.
Increasingly, for many biomedical areas, it is becoming more important to develop a software application that automatedly quantifies and presents parametric results for users. Single cell gel electrophoresis known as comet assay is one of the most preferred methods in biomedical areas which users need to obtain parametric results about DNA damage. An efficient and detailed analysis and quantification on comet assay images has been performed by a fully automated application developed using Python programming language in this thesis study. It is separately and respectively performed on comet assay images to extract comet objects, eliminate non-comet objects like small, blurry and overlapped, grade damage level such as healthy, mild, medium or severe, and calculate comet parameters such as comet length, comet area, head length, head area, head percentage, tail length, tail area, tail percentage and tail moment. A novel thresholding method has been developed to convert grayscale images to binary images. A novel method based on signal processing and pattern recognition has been developed to eliminate overlapped comet objects. Besides, a novel method based on pixel profile analysis, dynamic time warping and decision tree has been developed to grade damage level. 2476 comet assay images captured at the end of comet assay experimental studies have been used in this thesis study. 72.22% for sensitivity, 93.33% for specificity and 81.82% for accuracy are obtained to eliminate blurry objects. 91.30% for sensitivity, 93.24% for specificity and 92.88% for accuracy are obtained to eliminate overlapped comet objects. Sensitivity ranging between 72.22% and 97.22%, specificity ranging between 88.89% and 100% and accuracy ranging between 90.21% and 99.30% are obtained to grade damage level. The developed application has been compared with OpenComet and Comet IV applications using same comet assay images.