Önceki mamogram Mimari Bozulma Algılama Via Analiz

Bu prosedürün genel amacı, meme kanserinin ince belirtilerini, özellikle de mamogramlardaki mimari bozulmayı tespit etmektir. Bu, önce meme kısmını tespit etmek ve verilen mamografik görüntüdeki artefaktları gidermek için belirli bir mamogramın ön işlemden geçirilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, bir dizi Gabor filtresi uygulayarak görüntüdeki yönlendirilmiş yapıları tespit etmektir.

Daha sonra, oryantasyon alanı, mimari bozulmanın varlığını gösterebilecek düğüm benzeri desenleri tespit etmek için faz portreleri kullanılarak analiz edilir. Son adım, mimari bozulmayı karakterize eden ve yanlış alarmları reddetmeye yardımcı olan öznitelikleri veya ölçümleri çıkararak algılanan tüm bölgeleri analiz etmektir. Sonuç olarak, doğrulanan şüpheli alanlar daha ileri analizler için radyoloğa sunulur ve prosedürün etkinliği biyopsi gibi klinik testlerin sonuçlarıyla karşılaştırmalı olarak değerlendirilir.

Tekniğimizin, kitlelerin bilgisayar tarafından derecelendirilmiş tespiti gibi mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, merkezi bir tümör veya kitle belirgin olmadan ince mimari bozulma belirtilerini tespit edebilmemizdir. Bu tekniğin etkileri meme kanserinin tanı ve tedavisine kadar uzanır. Meme kanserinin erken evrelerinin teşhisini kolaylaştırır ve bu nedenle tedavinin prognozunu iyileştirir.

Bu yöntemin görsel gösterimi çok önemlidir. Görüntü işleme adımları zordur. Matematiksel olarak karmaşık olan birkaç karmaşık adım vardır.

Bu protokolün adımları, özel ve paketlenmiş yazılımların bir kombinasyonu kullanılarak yapılır. Prosedürü, bir Gauss filtresi ile örneklenen sayısallaştırılmış bir mamogram çıkışları ile başlatın. tzu'nun uyarlanabilir eşikleme yöntemini kullanarak görüntüdeki meme bölgesini segmentlere ayırın ve memenin yaklaşık sınırını belirleyin.

Ardından, Gabor filtrelerini kullanarak yönlendirilmiş desenleri ayıklayın. Gabor filtresi, tercih edilen bir yöne sahip anizotropik bir bant geçiren filtredir. Bu gerçek Gabor filtre fonksiyonu eksi 90 dereceye yönlendirilmiştir.

Sigmalar, ilgili eksenler boyunca standart sapmalardır ve F düğümü, modülasyonun frekansıdır. Diğer açılardaki sinüzoid filtreler, bir koordinat dönüşümü kullanılarak elde edilir. Bu animasyon, solda bir Gabor filtresinin dürtü tepkisini ve sağ notada spektral veya frekans tepkisini, oryantasyon açısının eksi 90 dereceden başlayıp 180 derece sağdan geçerken değişiklikleri gösterir Sigma X ve F düğümü tau cinsinden, Gauss teriminin tam genişliğinin yarısı maksimumda.

Ayrıca sigma Y'yi sigma X'in çoklu L'si olarak yazın.Şimdi, tau ve L, filtrenin merkez frekansını ve bant genişliğini ve bu animasyonda filtrelenecek yönlendirilmiş bileşenlerin genişliğini ve uzunluğunu kontrol eder. Gabor filtresindeki tau değeri, diğer tüm parametreler sabit tutulurken değiştirilir. Tau arttıkça, uzay alanındaki Gabor fonksiyonunun genişliği artar ve frekans yanıtının merkez frekansı azalır.

Bu animasyon, L parametresinin bir Gabor filtresinin impuls tepkisi ve spektral tepkisi üzerindeki etkisini gösterir. Pratik uygulamalar için tau ve L için uygun değerler seçilmeli ve birden fazla filtre kullanılmalıdır. Bu videoda, 180 Gabor filtresinin, parçaları çeşitli açılardan yönlendirilmiş bir tesisin test görüntüsüne uygulanması gösterilmektedir.

Gabor filtre yanıtının, görüntüde bulunan yönlendirilmiş bileşenleri çeşitli açılarda yakaladığı açıktır. Kullanılan tüm filtre açılarında her pikseldeki maksimum yanıt, Gabor büyüklük yanıtı olarak adlandırılan tek bir görüntüde kaydedilir. Gabor filtresinin karşılık gelen açısı, Gabor açısı yanıtı olarak adlandırılan başka bir görüntüdeki her piksel için kaydedilir.

Mamografi için uygun tau ve L değerlerini seçin. Ardından, görüntüye eksi 90 derece ile artı 90 derece arasında eşit aralıklarla yerleştirilmiş 180 gerçek Gabor filtresinden oluşan bir banka uygulayın. Her filtre, mamogramın yönlendirilmiş bileşenlerini karşılık gelen alanda çıkarır.

Her mamografi için etki alanı yönü, her pikselde en yüksek büyüklük tepkisini kullanarak bir gab veya büyüklük yanıtı görüntüsü oluşturur. Son gab veya büyüklük tepkisi görüntüsü, yönlendirilmiş desenlerle ilgili pikseller için yüksek değerler gösterir ve bu nedenle tercih edilen yön özelliklerine sahip doku yapılarını vurgular. Neredeyse aynı gri düzeylerine sahip olan ve yönlendirilmiş dokusu olmayan bölgeler sonuçta korunmaz.

Ayrıca, her mamogram için, yine her pikselde en yüksek yanıtı kullanarak bir gab veya açı tepkisi görüntüsü oluşturun. Bu görüntü, her pikselde baskın yönelimli desenin açısını verir. Bu görüntüdeki açılar, alttaki doku yapılarının açılarıyla uyumludur.

Burada Gabor büyüklük tepkisi ve Gabor açısı tepkisi yan yana gösterilmiştir. Dikdörtgenler, bir radyolog tarafından tanımlanan bir ilgi alanını gösterir. İlgilenilen bölgenin bu büyütülmüş görünümleri daha fazla ayrıntı sağlar.

Bir sonraki adım, maksimal olmayan bastırma tekniği ile ilgilenilen eğri doğrusal yapılarını tanımlamak için Gabor büyüklük tepki görüntüsünü kullanmaktır. Burada, beyaz ile işaretlenmiş pikseller, potansiyel göstergeler veya spiküller veya fibro glandüler dokular olan seçilmiş çekirdek piksellerdir. Şimdi, yapıların hatalı tanımlanmasını önlemek için güçlü bir gradyanla ilişkili çekirdek pikselleri kaldırın.

Bu, ilgilenilen eğri doğrusal yapılarını verir. Burada, güçlü bir gradyanla ilişkilendirilmiş pikselleri kaldırmadan önce ve sonra aynı bölgenin ayrıntıları verilmiştir. Bu yapıldıktan sonra, gürültüyü azaltmak ve gerekli hesaplamayı azaltmak için yönlendirme alanını bir Gauss filtresi ve aşağı örnek ile filtreleyin.

Faz portre analizinde oy verme prosedürü burada gösterilmektedir. Orijinal mamografi solda gösterilir ve ilgili gabor açısı yanıtı sağda solda gösterilir. Küçük mavi pencere, analiz penceresinin orijinal görüntü penceresinin üzerine kaydırıldığını gösterir.

Düğüm haritasında oy kullanılmamasına neden olan pozisyonlar atlanır ve video penceresinde gösterilmez. Düğüm haritasında bir oy kullanılmasıyla sonuçlanan pozisyonlar, prosedürün sonunda sağdaki ilgili konumda yeşil bir yıldızla işaretlenir, düğüm haritası, kullanılacak noktaların veya oyların bir haritasını içerir, nispeten büyük sayıda oy, uzaklaşan veya yakınsak yönelimli desenler içeren konumlarda kullanılması beklenir. Düğüm haritasının filtrelenmiş bir sürümünü elde etmek için bir düzgünleştirme veya biriktirme filtresi uygulanır.

Daha fazla analiz için ilgili bölgelerin kesilmesini kolaylaştırmak için filtrelenmiş düğüm haritasında yerel zirveler tespit edilir. Şimdi düğüm haritasındaki zirveleri değerlerine göre sıralayın. Bu yapıldıktan sonra, kenarlardaki düğümler için düğüm haritasındaki karşılık gelen tepe noktalarında ortalanmış orijinal görüntüden ilgi alanlarını kesin, belirtilen tepe konumunda mevcut olan görüntü verilerinin çoğunu içeren ilgi alanları oluşturun.

Bir ilgi alanı seçerek, ön işleyerek ve iki boyutlu bir fuaye dönüşümü gerçekleştirerek karakterizasyona başlayın. Burada gösterilen, frekans ve açının kutupsal koordinatlarına dönüştürüldükten sonra güç spektrumunun logaritmasıdır. Yatay eksende gösterilen açı sıfır derece ile 179 derece arasında değişir.

Dikey eksendeki radyal frekans, 0,02 milimetre ila negatif olana, sol üst köşe ile negatif olana 2,5 milimetre, negatif olana 0,02 milimetre ve sıfır derece arasında değişir. Şimdi iki boyutlu spektrumu uzamsal frekansın tek boyutlu bir fonksiyonuna dönüştürün. Güç spektrumunu, uzamsal frekansın her bir değeri için açılar üzerinden kutupsal koordinatlara entegre ederek.

İşte bir günlük ölçeğinde çizilen işlev, düşük ve yüksek frekans bölgelerini hariç tutun ve takılan çizginin eğimini belirlemek için doğrusal regresyon uygulayın. Bu eğim, kesirli kekin güç yasası faktörü beta'nın bir tahminidir. Hareket modelinde.

Entropiyi hesaplamak için fraktal boyutu hesaplamak için bunu kullanın. Kutupsal koordinatlarda iki boyutlu spektruma geri dönün. Uzamsal frekans değerleri üzerinden entegre ederek açının tek boyutlu bir fonksiyonuna dönüştürün.

Açının her değeri için, toplamı bir olacak şekilde işlevi normalleştirin. Sonra sonucun entropisini hesaplayın. Bu noktada, her biri için üç ölçü vardır.

Otomatik olarak algılanan ilgi alanı, düğüm değeri, fraktal boyut ve entropi. Bunları, mimari bozulma ile ilgili spekülasyon kalıplarını karakterize etmek ve bunları normal doku kalıplarından ayırmak için kullanın. Bir radyolog tarafından sınıflandırılan ilgi alanlarını kullanarak bir sınıflandırıcı geliştirin.

Burada özellik alanında, eğitim sırasında etiketli görüntülerden kesilen bölgelerin sınıflandırmaları gösterilen, hatalı pozitifler için yeşil ve gerçek pozitifler için mavidir. Ayrıca, analiz edilen test senaryosu için eğitilen sınıflandırıcının çıktıları da gösterilir. Siyah yanlış pozitifleri ve kırmızı gerçek pozitifleri gösterir.

Bu çizimde, siyah çizgi serbest yanıt alıcısının çalışma karakteristik eğrisini gösterir. Sadece düğüm değeri kullanıldığında, hasta başına 8.1 yanlış pozitif ile %80'lik bir duyarlılığa sahiptir. Kırmızı eğri, üç özellik düğümü değeri, entropi ve fraktal boyut %80 duyarlılıkta birlikte kullanıldığında elde edilen sonuçları temsil eder.

Hasta başına 5.6 yanlış pozitif ile sonuçlanır. Bu görüntüde, en yüksek sıralamaya sahip altı ilgi alanı gösterilmektedir. Parantez dışındaki sayılar, Bayes sınıflandırıcısına göre sıralamayı gösterir.

Parantez içindeki sayılar, önceki düğüm haritası sıralamasına karşılık gelir. Yeşil dikdörtgenler, gerçek pozitif ilgi alanlarını temsil eder. Analizin son aşamasında, sarı dikdörtgenler yanlış pozitifleri temsil eder.

Kırmızı dikdörtgen, bir radyolog tarafından tanımlanan mimari bozulmanın olduğu bölgedir. Yüksek dereceli bölgelerden üçü, radyolog tarafından işaretlenen şüpheli mimari bozulma alanı ile örtüşür ve bu da prosedür tarafından başarılı bir şekilde tespit edildiğini gösterir. Algoritmalarımızın ve programlarımızın optimizasyonu üzerinde daha fazla çalıştıktan sonra, yazılımımızın bulunduğu bir bilgisayarı ve uygun görüntüleme sistemlerini bir radyoloğun iş akışına dahil ederek prosedürler bir klinikteki mamogramlara uygulanabilir.

Prosedürlerimizi takiben, mimari bozulma ve meme tümörlerinin zaman içinde nasıl geliştiği gibi ek soruları yanıtlamak için başka yöntemler de geliştirilebilir. Prosedürlerimizin sonuçları radyolojik pratiğe dahil edilebilmekte, bu da meme kanserinin erken evrelerinde teşhis edilmesini sağlamakta ve dolayısıyla tedavi sonuçlarını iyileştirmektedir.