Chromosome analysis and identification from metaphase images is a critical part of cytogenetics based medical diagnosis. It is mainly used for identifying constitutional, prenatal and acquired abnormalities in the diagnosis of genetic diseases and disorders. The process of identification of chromosomes from metaphase is a tedious one and requires trained personnel and several hours to perform. Challenge exists especially in handling touching, overlapping and clustered chromosomes in metaphase images, which if not segmented properly would result in wrong classification. We propose a method to automate the process of detection and segmentation of chromosomes from a given metaphase image, and in using them to classify through a Deep CNN architecture to know the chromosome type. We have used two methods to handle the separation of overlapping chromosomes found in metaphases - one method involving watershed algorithm followed by autoencoders and the other a method purely based on watershed algorithm. These methods involve a combination of automation and very minimal manual effort to perform the segmentation, which produces the output. The manual effort ensures that human intuition is taken into consideration, especially in handling touching, overlapping and cluster chromosomes. Upon segmentation, individual chromosome images are then classified into their respective classes with 95.75\% accuracy using a Deep CNN model. Further, we impart a distribution strategy to classify these chromosomes from the given output (which typically could consist of 46 individual images in a normal scenario for human beings) into its individual classes with an accuracy of 98\%. Our study helps conclude that pure manual effort involved in chromosome segmentation can be automated to a very good level through image processing techniques to produce reliable and satisfying results.


翻译:从元阶段图像中进行染色体分析和识别是基于细胞遗传学的医疗诊断的关键部分,主要用于查明遗传病和疾病诊断中的宪法、产前和后天异常,主要用于查明遗传病和疾病诊断中的宪法、产前和后天异常,元阶段染色体的识别过程是一个乏味的过程,需要训练有素的人员和数小时才能进行。在处理元阶段图像中的触摸、重叠和聚集染色体方面尤其存在挑战,如果不进行适当分解,将会导致错误的分类。我们建议了一种方法,将从给定的元阶段图像中检测和分解染色体的过程自动化,并用它们来通过深CNN结构进行分类,以了解染色体类型。我们用两种方法将元阶段中发现的重叠染色体分离出来,其中一种方法涉及自动编码者使用的流域算法,另一种方法则纯粹以流域算法为基础。这些方法涉及一种特定的自动化和最少量的手工操作来进行分解,从而产生输出。手工工作可以确保人类直系考虑人类直系,特别是处理正常的接触、重叠和分类方法,然后我们用一个正常的分级的分级的分级的分解法,我们用一个分解法进行。

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