یک روش جدید بر روی تجزیه بافت برای طبقه بندی تشخیص خودکار میکروکلسیفیکیشن سینه تصاویر ماموگرافی

محورهای موضوعی : مهندسی پزشکی

زهرا مقصودزاده سروستانی ¹ (گروه برق ، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ایران)
جاسم  جمالی ² (گروه برق ، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ایران)
مهدی تقی زاده ³ (گروه مهندسی برق و کامپیوتر، واحد کازرون، دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ایران)
محمد حسین فاتحی ⁴ (هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کازرون)

تاریخ دریافت : 1402/07/08 تاریخ پذیرش : 1402/07/19 تاریخ انتشار : 1402/07/21

کلید واژه: تجزیه بافت, منطق فازی, فیلترینگ گابور, شبکه عصبی مصنوعی (ANN) , طبقه بندی درخت تصمیم,

چکیده مقاله :

برنامه های غربالگری از ماموگرافی به عنوان ابزار تشخیصی اولیه برای شناسایی زودهنگام سرطان پستان استفاده می کنند. هدف از انجام اين کار، امكان سنجي جداسازي اتوماتيك تصاوير میکروکلسیفیکیشن هاي بافت پستان و همچنين ارزيابي دقت آن با استفاده از به كارگيري دو تكنيك بهبود تصویر و برجسته سازی میکروکلسیفیکیشن هاي بافت سینه برای نواحی مورد نظر ROI به کمک سیستم فازی بر اساس کانتراست منطقه و روش فیلترینگ گابور اشاره شده است. بعد از تعیین خوشه های میکروکلسیفیکیشن هاي بافت پستان، طبقه بندی خوشه ها با کمک الگوریتم طبقه بندی درخت تصمیم انجام مي شود. در ادامه برای بخش بندی نمونه های مشکوک به میکروکلسیفیکیشن برجسته و ماسک گذاری می شود و در مرحله آخر ویژگیهای بافت استخراج شده است و با کمک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) برای تعیین نوع خوشخیم و بدخیم خوشه های بخش بندی شده ROI، استفاده می شود. نتایجی این کار انجام شده نشان دهنده دقت بالای 93% و بهبود حساسیت بالای 95% می باشد، که نشان می دهد راهکار ارائه شده می تواند با اطمینان برای تشخیص سرطان پستان اعمال شود.

چکیده انگلیسی:

Mammography is a diagnostic technology used in screening programs to find breast cancer early. By using two techniques for image enhancement and highlighting breast tissue microcalcifications for the desired areas by regional ROI based on fuzzy system and also Gabor filtering method, the study's objective was to assess the viability of automatic separation of images of breast tissue microcalcifications and to assess its accuracy. The decision tree classification algorithm is used to categorize the clusters of breast tissue microcalcifications after the clusters have been identified. The samples that are thought to have microcalcification are next highlighted and masked for segmentation, and in the last step, tissue properties are extracted. Then, it was possible to distinguish between benign and malignant forms of segmented ROI clusters with the aid of an artificial neural network (ANN). The results of this work show a high accuracy of 93% and an improvement of sensitivity of 95%, which shows that the presented solution can be reliably applied to detect breast cancer..

منابع و مأخذ:

[1] American Cancer Society. QuickFacts (TM) Breast Cancer: What You Need To KnowNOW. Atlanta, American Cancer Society press. 2011.
[2] Panahi GH, Shabahang H, Sahebghalam H. Breast cancer risk assessment in Iranian women by Gail model. Medical Journal of the Islamic Republic of Iran (MJIRI) 2008; 22(1): 37-39.
[3] Caldarone, A., Piccotti, F., Morasso, C., Truffi, M., Sottotetti, F., Guerra, C., & Corsi, F. (2021). Raman analysis of microcalcifications in male breast
cancer. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 263, 120185. [4] Schulz-Wendtland R, Fuchsjäger M, Wacker T, Hermann K-P. Digital mammography: an update.Eur J Radiol, 2009; 72(2): 258-265.
[5] Wallis MG, Walsh MT, Lee JR. A review of false negative mammography in a symptomatic population. Clin Radiol. 1991; 44(1):13-5. [DOI:10.1016/S0009-9260(05)80218-1]
[6] Behnam H, Zakeri F, Gifani P, Torkashvand P, Shalbaf A, [Ultrasound Imaging Processing (Persian)]. Tehran: Ishraqiya Publishing; 2011.
[7] Jalalian A, Mashohor SB, Mahmud HR, Saripan MIB, Ramli ARB, Karasfi B. Computer-aided detection/diagnosis of breast cancer in mammography and ultrasound: a review. Clin Imaging. 2013; 37(3):420–6.
[8] Shiraishi J, Li Q, Appelbaum D, Doi K. Computer-aided diagnosis and artificial intelligence in clinical imaging. In: Seminars in Nuclear Medicine. Elsevier; 2011. p. 449–62. https://doi.org/10.1053/j.semnuclmed.2011.06.004.
[9] Guzmán-Cabrera R, Guzmán-Sepúlveda J, Torres-Cisneros M, May-Arrioja D, Ruiz-Pinales J, Ibarra-Manzano O, Aviña-Cervantes G, Parada AG. Digital image processing technique for breast cancer detection. Int J Thermophys. 2013; 34(8-9):1519–31.
[10] Andreadis II, Spyrou GM, and Nikita KS: A CAD scheme for mammography empowered with topological information from clustered
microcalcifications atlases. IEEE J Biomed Health Inform 19(1): 166–173, 2015.