Name: detection of architectural distortion in prior mammograms via analysis of oriented patterns
Uploaded: 2013-08-30T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection of Architectural Distortion in Prior Mammograms via Analysis of Oriented Patterns at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af tilskud fra Collaborative Research and Training Experience Programme (CREATE) og en Discovery Grant fra naturvidenskab og Engineering Research Council (NSERC) i Canada.

1.. Oversigt over Metode I vores procedure, er potentielle steder af arkitektonisk forvrængning i mammografi registreres automatisk via analyse af orienterede stoflige mønstre med anvendelsen af en bank af Gabor filtre 26 og modellering af fase portrætter 11,27. De fundne steder behandles derefter gennem trinene i udvinding af funktioner eller foranstaltninger til at karakterisere arkitektonisk forvrængning, udvikling af en uddannet klassificeringen, og anven...

Vi har præsenteret en række avancerede teknikker til digital billedbehandling og mønstergenkendelse, også kendt som machine learning og CAD, til påvisning af arkitektonisk forvrængning i tidligere mammografi af interval-kræfttilfælde. Metoderne er baseret på en analyse af de orienterede stoflige mønstre til stede i mammografi billeder. Vores metoder, herunder flere flere funktioner foreslået i vores relaterede værker, er i stand til at opdage tidlige tegn på brystkræft 15 måneder forud for tidspunktet for...

Brystkræft er en alvorlig sygdom, der påvirker kvinder, og er den anden hyppigste årsag til kræft dødsfald blandt kvinder 1,2. For at forbedre chancen for overlevelse og prognosen af ​​de ramte patienter gennem en effektiv behandling ved tidlige stadier af brystkræft, der skal opdages så tidligt som muligt sygdommen. I retrospektiv analyse af tilfælde af brystkræft, har subtile tegn på abnormiteter blevet observeret på tidligere erhvervede screening mammografi 3,4. Arkitektonisk forvrængning er en sådan lokaliseret mammografi tegn på eventuelt tidlige stadier af brystkræft, der er vanskelig at opdage 5,6. De associerede mønstre er vagt beskrevet som forvrængning af den normale arkitektur af brystet uden nogen bestemt masse synlige. Arkitektonisk forvrængning kan forekomme på de indledende stadier af dannelsen af ​​en bryst masse eller tumor. Vi hypotesen, at screening mammografi indhentet forud for påvisning af brystkræft cOuld indeholder subtile tegn på tidlige stadier af brystkræft, især arkitektonisk forvrængning. 1a viser en forudgående mammografi billede af et tilfælde af screen-opdages kræft. Regionen abnormitet identificeret ved en radiolog (JELD) er skitseret med en rød firkant. Den tidligere mammografi blev taget 24 måneder før afsløring mammografi vist i figur 1b. Den tidligere mammografi var blevet erklæret for at være fri for tegn på kræft på den oprindelige instans af screening. I retrospektiv analyse og i sammenligning med afsløring mammografi, en mistænkelig område relateret til stedet for kræft opdages blev mærket af radiologen, og er skitseret i rødt på den forudgående mammografi. Den mistænkelige region indeholder tegn på arkitektonisk forvrængning, herunder spikler. Computerstøttet diagnose (CAD) teknikker og systemer giver mulighed for at opnå øget følsomhed i afsløring af breast kræft 2,7-9. Men i sammenligning med antallet af publikationer, der findes i litteraturen på påvisning af andre tegn på brystkræft, såsom masser og forkalkninger, er blevet rapporteret kun et lille antal undersøgelser på påvisning af arkitektoniske forvrængning i mangel af en central masse 10-17. Kommercielt tilgængelige CAD-systemer har vist sig at udføre dårligt i påvisning af arkitektonisk forvrængning 18. Undersøgelser om afsløring af arkitektonisk forvrængning i tidligere mammografi for skærm-registreres eller interval-kræfttilfælde 3,4,19-22 kunne hjælpe med at udvikle strategier til påvisning og behandling af brystkræft sygdomme på deres tidlige faser, og føre til forbedringer i prognose for patienten 23. Forberedelse af billeder til eksperimentet Forsøg blev udført med 158 mammografibilleder herunder 106 tidligere mammografi af 56 personer diagnosticeretmed brystkræft og 52 billeder af 13 normale individer. Etik godkendelse til undersøgelsen blev indhentet fra Conjoint Health Research Ethics Board, Kontoret for Medicinsk bioetik, University of Calgary og Calgary Regional Health Authority. Billederne blev opnået fra Screen Test: Alberta Program til tidlig påvisning af brystkræft 21,24,25. Mammografi erhvervet i sidste planlagte besøg i screeningsprogrammet forud for diagnose af kræft uden for screeningsprogrammet var mærket som tidligere mammografi af interval-kræfttilfælde. De tilsvarende diagnostiske mammografi ikke var til rådighed. Alle men to af de 106 tidligere mammografi var blevet erklæret for at være fri for ethvert tegn på brystkræft på tidspunktet for deres erhvervelse og analyse i screeningsprogrammet, de personer, der svarer til de to andre mammografi var blevet henvist til biopsi. Tidsintervallet mellem diagnosticering af kræft og tidligere mammografi varierede fra 1,5 måneders til 24,5 måneder med et gennemsnit på 15 måneder og standardafvigelse på 7 måneder. Alle de tidligere mammografi af interval-kræfttilfælde er tilgængelige i databasen er blevet medtaget i den foreliggende undersøgelse, bortset fra seks billeder, hvor der ikke mistænkelige dele kunne identificeres. Skærmen-film mammografi blev digitaliseret ved den rumlige opløsning på 50 um og grå-skala opløsning på 12 bits per pixel ved hjælp af Lumiscan 85 laserscanner (Lumisys, Sunnyvale, CA). En ekspert radiolog med speciale i mammografi (JELD) gennemgået alle de 106 tidligere mammografi af interval-kræfttilfældene og markerede den formodede områder af arkitektonisk forvrængning med rektangulære kasser baseret på de indberetninger er tilgængelige på efterfølgende billedbehandling eller biopsi eller ved detaljeret inspektion af mammografi . Af de 106 tidligere mammografi billeder i datasættet anvendt i nærværende undersøgelse, 38 billeder har synlige arkitektoniske forvrængning, og de resterende 68 billeder indeholder tvivlsomme eller ikke tydeligt evident arkitektonisk forvrængning. Hver forudgående mammografi indeholder en enkelt lokalitet af arkitektonisk forvrængning som er identificeret af den rektangulære kasse tegnet af radiologen. Den gennemsnitlige bredde, højde og areal af de 106 mistænkelige dele af billeder, der er markeret med radiologen er 56 mm, 39 mm og 2.274 mm 2 med standardafvigelse på 11,8 mm, 11,6 mm og 1073,9 mm 2, hhv.

detection of architectural distortion in prior mammograms via analysis of oriented patterns

Vi demonstrere metoder til påvisning af arkitektonisk forvrængning i tidligere mammografi af interval-kræfttilfælde er baseret på analyse af orienteringen af ​​brystvæv mønstre i mammografi. Vi hypotesen, at arkitektonisk forvrængning ændrer den normale orientering af brystvæv mønstre i mammografibilleder før dannelsen af ​​masserne eller tumorer. I de indledende trin i vores metoder er de orienterede strukturer i en given mammografi analyseret ved hjælp Gabor filtre og fase portrætter til at opdage node-lignende steder udstrålende eller skærer væv mønstre. Hver detekteret site derefter karakteriseres ved knudepunktet værdi fraktale dimension og et mål for vinkelmæssig spredning specifikt designet til at repræsentere spiculating mønstre forbundet med arkitektonisk forvrængning. Vores metoder blev testet med en database over 106 tidligere mammografi af 56 interval-kræfttilfælde og 52 mammografi af 13 normale tilfælde ved hjælp af de funktioner, der er udviklet tilkarakterisering af arkitektonisk forvrængning, mønster klassificering via kvadratisk diskriminant analyse og validering med leave-one-patient ud procedure. Ifølge resultaterne af frit modtageenhed opererer karakteristisk analyse har vores metoder demonstreret evnen til at detektere arkitektonisk forvrængning i tidligere mammografi, taget 15 måneder (i gennemsnit) før klinisk diagnose af brystkræft, med en følsomhed på 80% på omkring fem falske positiver per patient.

De tre funktioner, nemlig node værdi, FD, og H F, forudsat AUC-værdier på 0,61, 0,59 og 0,64, henholdsvis når hver funktion blev brugt på egen hånd. Kombineret brug af de tre funktioner, forbedret ydeevne med AUC = 0,70. Froc kurve opnået med kombinationen af de tre funktioner er vist i figur 11, hvilket indikerer en følsomhed på 80% ved 5,6 fps / patient og 89% ved 7,5 fps / patient. Brug kun node værdi forudsat en følsomhed på 80% ved 8,1 fps / patient og 89% ved 13,8 f...

Watch this Scientific Journal Video about Detection of Architectural Distortion in Prior Mammograms via Analysis of Oriented Patterns at JoVE.com

Detection of Architectural Distortion in Prior Mammograms via Analysis of Oriented Patterns

Vi demonstrere metoder til påvisning af arkitektonisk forvrængning i tidligere mammografi. Orienterede strukturer analyseres ved hjælp Gabor filtre og fase portrætter til at opdage steder af udstrålende væv mønstre. Hver site er karakteriseret og klassificeres ved foranstaltninger til at repræsentere spiculating mønstre. Metoderne skal hjælpe i påvisning af brystkræft.

Påvisning af Architectural Distortion i Prior Mammografi<em&gt; Via</em&gt; Analyse af orienteret Mønstre

We demonstrate methods for the detection of architectural distortion in prior mammograms of interval-cancer cases based on analysis of the orientation of ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Detection of Architectural Distortion in Prior Mammograms via Analysis of Oriented Patterns

Production and Detection of Reactive Oxygen Species (ROS) in Cancers

Production and Detection of Reactive Oxygen Species ROS in Cancers

Produktion og Påvisning af Reactive Oxygen Species (ROS) i kræft

Reactive oxygen species include a number of molecules that damage DNA and RNA and oxidize proteins and lipids (lipid peroxydation). These reactive ...

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Identification of Disease-related Spatial Covariance Patterns using Neuroimaging Data

Identifikation af Sygdomsrelaterede Spatial kovarians Opskrifter hvor neuroimaging data

The scaled subprofile model (SSM)1-4 is a multivariate PCA-based algorithm that identifies major sources of variation in patient and control group brain ...

Collecting Saliva and Measuring Salivary Cortisol and Alpha-amylase in Frail Community Residing Older Adults via Family Caregivers

Salivary measures have emerged in bio-behavioral research  that are easy-to-collect, minimally invasive, and relatively inexpensive  biologic markers of ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Halspulsåren infusioner farmakokinetisk og farmakodynamisk analyse af Taxaner i mus

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Sporing mælke- arkitektoniske træk og Afsløring brystkræft med magnetisk resonans Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normotermisk<em&gt; Ex vivo</em&gt; Nyre Perfusion for Bevarelse af Nyre grafts før Transplantation

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

VDJ-Seq: Deep Sequencing Analysis of Rearranged Immunoglobulin Heavy Chain Gene to Reveal Clonal Evolution Patterns of B Cell Lymphoma

VDJ-Seq: Dybt sekventering Analyse af omarrangeret Immunoglobulin tungkædegen at afsløre Klonal Evolution Mønstre af B-celle lymfom

Understanding tumor clonality is critical to understanding the mechanisms involved in tumorigenesis and disease progression. In addition, understanding ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

Udtømning af Mouse Celler fra Humane tumorxenoplantater Markant Forbedrer Downstream Analyse af Target Cells

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re Arterialized rotte delvis lever Transplantation med en i vivo fartøj-orienterede 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...