izpis_h1_title_alt

Towards reliable hyperspectral imaging biomarkers of CT26 murine tumor model
ID Tomanič, Tadej (Avtor), ID Stergar, Jošt (Avtor), ID Božič, Tim (Avtor), ID Markelc, Boštjan (Avtor), ID Kranjc Brezar, Simona (Avtor), ID Serša, Gregor (Avtor), ID Milanič, Matija (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (3,33 MB)
MD5: DC411073DB594A85DAE1A7B91B3E3F6F

Izvleček
The non-invasive monitoring of tumor growth can offer invaluable diagnostic insights and enhance our understanding of tumors and their microenvironment. Integrating hyperspectral imaging (HSI) with three-dimensional optical profilometry (3D OP) makes contactless and non-invasive tumor diagnosis possible by utilizing the inherent tissue contrast provided by visible (VIS) and near-infrared (NIR) light. Consequently, valuable information regarding tumors and healthy tissues can be extracted from the acquired hyperspectral images. Until now, very few methods have been used to monitor tumor models in vivo daily and non-invasively. In this research, we conducted a 14-day study monitoring BALB/c mice with subcutaneously grown CT26 murine colon carcinomas in vivo, commencing on the day of tumor cell injection. We extracted physiological properties such as total hemoglobin (THB) and tissue oxygenation (StO$_2$) using the inverse adding-doubling (IAD) algorithm and manually segmented the tissues. We then selected the ten most relevant features describing tumors using the Max-Relevance Min-Redundancy (MRMR) algorithm and utilized 30 classic and advanced machine learning (ML) algorithms to discriminate tumors from healthy tissues. Finally, we tested the robustness of feature selection and model performance by smoothing tissue parameter maps extracted by IAD with a variable kernel and omitting selected training data. We could discriminate CT26 tumor models from surrounding healthy tissues with an area under the curve (AUC) of up to 1 for models based on the gradient boosting method, linear discriminant analysis, and random forests. Our findings help pave the way for precise and robust imaging biomarkers that could aid tumor diagnosis and advance clinical practice.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:biomarkers, hyperspectral imaging, machine learning, tumors
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2024
Št. strani:17 str.
Številčenje:Vol. 10, iss. 21, art. no. e39816
PID:20.500.12556/RUL-164641 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:616-073
ISSN pri članku:2405-8440
DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e39816 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:213858051 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:06.11.2024
Število ogledov:79
Število prenosov:34
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Heliyon
Založnik:Elsevier
ISSN:2405-8440
COBISS.SI-ID:21607432 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:biomarkerji, hiperspektralno slikanje, strojno učenje, tumorji

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0389-2022
Naslov:Medicinska fizika

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P3-0003-2022
Naslov:Razvoj in ovrednotenje novih terapij za zdravljenje malignih tumorjev

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:Z1-4384-2022
Naslov:Modeli urejenosti za optično mikroskopijo bioloških tkiv

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-2529-2020
Naslov:Vloga endotelija pri odgovoru tumorja na radioterapijo

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-3083-2021
Naslov:Vaskularizacija in vaskularni učinki kot prognostični dejavniki za zdravljenje tumorjev z lokalnimi ablacijskimi tehnikami

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj