Обнаружение архитектурного искажений в предыдущих Маммограммы<em> Через</em> Анализ ориентированных шаблонов

Summary

Мы демонстрируем методы для обнаружения архитектурного искажения в предыдущие маммографию. Ориентированные структуры анализируются с помощью фильтров Габора и фазовые портреты для обнаружения сайты излучающих узоры тканей. Каждый сайт характеризуется и классифицированы с использованием меры для представления моделей spiculating. Методы должны помочь в выявлении рака груди.

Abstract

Мы демонстрируем методы для обнаружения архитектурного искажения в предыдущие маммографию случаев интервал с раком на основе анализа ориентации модели ткани молочной железы в маммографию. Мы предполагаем, что архитектурный искажения изменяет нормальную ориентацию модели ткани молочной железы в маммографических изображений до образования массы или опухоли. На начальных ступенях наших методов, ориентированные структуры в данной маммографии анализируются с помощью фильтров Габора и фазовые портреты для обнаружения узлов, как сайты излучающих или пересекающихся узоры тканей. Каждый обнаруженный сайт будет характеризоваться использованием значения узла, фрактальной размерности и меру угловой дисперсии, специально предназначенные для представления моделей spiculating, связанные с архитектурной искажений.

Наши методы были испытаны с базой данных 106 ранее маммографию из 56 случаев интервал с раком и 52 маммографию из 13 обычных случаях с использованием функции, разработанные дляхарактеристика архитектурного искажения, классификации образов через квадратичной дискриминантного анализа и проверки с несмываемый один пациент вне процедуры. По результатам приемника бесплатно-ответ характеристической анализ, наши методы продемонстрировали возможность обнаруживать архитектурный искажения в предыдущие маммографию, принято 15 месяцев (в среднем) до клинической диагностики рака молочной железы, с чувствительностью 80% при о пять ложных срабатываний на одного пациента.

Introduction

Рак молочной железы является одной из основных заболевание, поражающее женщин и является второй по значимости причиной рака, связанных смерти среди женщин ^1,2. В целях повышения шансов на выживание и прогноз пострадавших пациентов посредством эффективного лечения на ранних стадиях рака молочной железы, заболевание должно быть обнаружено как можно раньше. В ретроспективном анализе случаев рака молочной железы, тонкие признаки нарушений были отмечены на ранее приобретенных скрининга маммографию ^3,4. Архитектурный искажение является одним из таких локализованных маммографической признак ранних стадиях, возможно, рака молочной железы, которые трудно обнаружить ^5,6. Соответствующие шаблоны смутно описать как искажение нормальной структуры молочной железы с нет определенного масса видны. Архитектурный искажения могут появиться на начальных этапах формирования массы груди или опухоли. Мы предполагаем, что скрининг маммографию, полученные до обнаружения рака молочной железы сульд содержат тонкие признаки ранних стадиях рака молочной железы, в частности, архитектурных искажений.

На рисунке 1а показана предварительное маммографического образ случае рака экрана-обнаружено. Область аномалии определены радиолога (JELD) описана с красным прямоугольником. До маммография было принято 24 месяцев до маммографии обнаружения, показанной на рисунке 1b. До маммография была объявлена ​​свободной от признаков рака в исходном экземпляре скрининга. В ретроспективном анализе и по сравнению с маммографии обнаружения, подозрительной области, относящаяся к участку рака обнаруженного метили рентгенолога, и выделены красным цветом на предварительного маммографии. Подозрительный область содержит признаки архитектурного искажений, в том числе спикул.

Диагностика (CAD) методы и системы Автоматизированные предлагают потенциал для достижения повышенной чувствительностью в обнаружении Бреаул рак ^2,7-9. Тем не менее, по сравнению с количеством публикаций, которые существуют в литературе по обнаружению других признаков рака молочной железы, таких как масс и кальцификации, были зарегистрированы на обнаружении архитектурного искажения лишь небольшое число исследований в отсутствие центральная масса ^10-17. Коммерчески доступные САПР Было обнаружено, что плохо работают в обнаружении архитектурного искажений ^18. Исследования по обнаружению архитектурного искажения в предыдущие маммографию экранных-обнаружен или интервал-раковых случаев ^3,4,19-22 могли бы помочь в разработке стратегий для выявления и лечения заболеваний молочной железы на ранних стадиях, и привести к улучшению прогноз для пациента ^23.

Подготовка изображения для эксперимента

Эксперименты проводились с 158 маммографических изображений, включая 106 ранее маммографию из 56 лиц диагнозс раком молочной железы и 52 образов 13 здоровых людей. Утверждение этики для исследования были получены из исследований в области здравоохранения Совета Совместного этике, Управления медицинской биоэтике Университета Калгари и Калгари регионального органа здравоохранения. Изображения были получены из экрана Test: Альберта программа раннего выявления рака молочной железы ^21,24,25.

Маммография, приобретенные в последней календарной визита в программе скрининга до диагностики рака вне программы скрининга были помечены как ранее маммографию случаев интервал с раком. Соответствующие диагностические маммография не были доступны. Все, кроме двух 106 ранее маммографию было объявлено быть свободным от каких-либо признаков рака молочной железы на момент их приобретения и анализа в программы скрининга; лица, соответствующие двум другим маммографию был передан для биопсии. Временной интервал между диагностике рака и предыдущие маммографию колебалась от 1,5 месяцас до 24,5 месяцев, в среднем 15 месяцев и стандартным отклонением 7 месяцев. Все из известных маммографию случаев интервал-раковых доступных в базе данных были включены в настоящем исследовании, за исключением шести изображений, в которых не могут быть определены никаких подозрительных части.

В экран-пленка маммография были оцифрованы в пространственным разрешением 50 мкм и полутонового разрешением 12 бит на пиксель, используя Lumiscan 85 лазерный сканер (Lumisys, Саннивейл, Калифорния). Эксперт радиолог специализируется на маммографии (JELD) отзывы все 106 предыдущих маммографию случаев интервал с раком и отмечены подозреваемых регионы архитектурного искажений с прямоугольными коробками на основе докладов, представленных на последующей визуализации или биопсии, либо посредством подробных осмотра маммографию . Из 106 ранее маммографических изображений в наборе данных, используемой в настоящем исследовании, 38 изображения имеют видимый архитектурный искажения, а оставшиеся 68 изображений содержат сомнительные или нет четко эвIDent архитектурный искажения. Каждый перед маммография содержит единственный сайт архитектурного искажения, как это определено в прямоугольной коробке, запряженной рентгенолога. Средняя ширина, высота, и площадь 106 подозрительных частях изображений, отмеченных рентгенолога являются 56 мм, 39 мм, и 2274 мм ^2, со стандартным отклонением 11,8 мм, 11,6 мм и 1073,9 мм ^2, соответственно.

Protocol

1. Обзор методологии В нашей процедуре, потенциальные сайты архитектурного искажения маммографию определяются автоматически с помощью анализа ориентированных текстурных узоров с применением берегу фильтров Габора 26 и моделирование фазовых портретов 11,27.<…

Representative Results

Три особенности, а именно, значение узла, ФО, и H F, при условии, AUC значения 0,61, 0,59 и 0,64, соответственно, когда каждая функция была использоваться самостоятельно. Комбинированное использование трех функций при условии, улучшенную производительность с AUC = 0,70. Кривая РПСЦ получен?…

Discussion

Мы представили серию сложных методов цифровой обработки изображений и распознавания образов, также известный как машинного обучения и CAD, для обнаружения архитектурного искажения в предыдущие маммографию случаев интервал с раком. Методы основаны на анализе ориентированных текстурн?…