Abstract: C. Chen, Y. Wang, X. Fu, H. Yang (2023)

IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 20(5), 3234–3244p. (2023) DOI:10.1109/TCBB.2023.3282798

Recurrence Network Analysis of Histopathological Images for the Detection of Invasive Ductal Carcinoma in Breast Cancer

The histopathological image analysis is one of the most crucial diagnostic procedures to identify Invasive ductal carcinoma (IDC) in breast cancers. However, this diagnosis process is currently time-consuming and heavily dependent on human expertise. Prior research has shown that different degrees of tumors present various microstructures in the histopathological images. However, very little has been done to utilize spatial recurrence features of microstructures for identifying IDC. This paper presents a novel recurrence analysis methodology for automatic image-guided IDC detection. We first utilize wavelet decomposition to delineate the subtle information in the images. Then, we model the patches with a weighted recurrence network approach to characterize the recurrence patterns of the histopathological images. Finally, we develop automated IDC detection models leveraging machine learning methods with spatial recurrence features extracted. The developed recurrence analysis models successfully characterize the complex microstructures of histopathological images and achieve the IDC detection performances of at least AUC

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