نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار، دانشکدهی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
2 دانشیار، دانشکدهی مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 دانشکدهی مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه شفیلد، شفیلد، انگلستان
چکیده
تطبیق لکههای پروتئینی در تصاویر الکتروفورز ژل دوبعدی (2DGE)، یکی از فرایندهای اصلی در تحلیل این تصاویر است. به دلیل چالشهای موجود در تصاویر 2DGE، همچون حضور نویز و آرتیفکت، تطبیق لکههای پروتئینی، تحت نظارت نیروی انسانی انجام گرفته که این نظارت، احتمال وقوع خطاهای انسانی را به دنبال خواهد داشت. از اینرو، در این تحقیق، یک الگوریتم جدید و خودکار برای تطبیق لکههای پروتئینی، مبتنی بر مدلهای احتمالاتی، ارائه شده است. به دلیل پیچیدگی مدل احتمالاتی پیشنهادی، برای حل روابط موجود، از روش بیز-وردشی استفاده شده است. عملکرد الگوریتم پیشنهادی، بهکمک معیارهایی آماری روی مجموعهی تصاویر واقعی و مصنوعی تهیه شده در این تحقیق، مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر این اساس، لکههای پروتئینی توسط الگوریتم پیشنهادی، در تصاویر واقعی با خطای زاویهای 05/0 رادیان و خطای نقطهی پایانی 46/1 پیکسل و در تصاویر مصنوعی با خطای زاویهای 13/0 رادیان و خطای نقطهی پایانی 90/0 پیکسل، تطبیق داده شدهاند. این نتایج، نشان دهندهی دقت، کارایی بالاتر و خطای تطبیق پایینتر الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با سایر روشهای مورد بررسی میباشد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Protein Spot Matching in Two Dimensional Gel Electrophoresis Images based on Probabilistic Models
نویسندگان [English]
- Sina Shamekhi 1
- Mohammad Hosein Miranbeigi 2
- Ali Gooya 3
1 Assistant Professor, Bioelectric Department, Biomedical Engineering Faculty, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, Bioelectric Department, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Sheffield, S1 3JD, United Kingdom
چکیده [English]
Matching of the protein spots in two dimensional gel electrophoresis (2DGE) images is a main process of analyzing these images. Due to the challenges of 2DGE images such as the presence of noise and artifacts, the matching of protein spots is performed under human supervision. This supervision involves human errors. Therefore, in this work a new automated algorithm has been proposed for spot matching in 2DGE images which is based on a probabilistic model. Due to the complexities of the proposed model, the Variational Bayes has been used to solve the equations of the model. The performance of the proposed algorithm has been evaluated on real and synthetic 2DGE images with some statistical criteria. Protein spots in real image dataset have been matched by the proposed method with angular error of 0.05 and end point error of 1.46 and in synthetic image dataset with angular error of 0.13 and end point error of 0.90. These results reveal higher precision and effectiveness and lower matching error of the proposed method.
کلیدواژهها [English]
- Two Dimensional Gel Electrophoresis
- Spot Segmentation
- Matching
- Variational Bayes