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

Dit werk werd ondersteund door subsidies van de Collaborative Research and Training Experience Programme (CREATE) en een Discovery Grant van de Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) van Canada.

1. Overzicht van Methodologie In onze procedure, zijn mogelijke plaatsen van architecturale vervorming in mammogrammen automatisch gedetecteerd via analyse van georiënteerde textuur patronen met de toepassing van een bank van Gabor filters 26 en modellering van fase portretten 11,27. De gedetecteerde sites worden vervolgens verwerkt door de stappen van de winning van functies of maatregelen om architecturale vervorming, de ontwikkeling van een getrainde classifi...

We hebben presenteerde een reeks van geavanceerde technieken van digitale beeldverwerking en patroonherkenning, ook wel bekend als machine learning en CAD, voor de detectie van architecturale vervorming in voorgaande mammogrammen van interval-kankergevallen. De methoden zijn gebaseerd op een analyse van de georiënteerde textuur patronen aanwezig in de mammografische afbeeldingen toe. Onze werkwijze, waaronder diverse meer functies in onze aanverwante werkzaamheden voorgesteld, kunnen ontdekken vroege tekenen van borstk...

Borstkanker is een belangrijke ziekte die vrouwen en is de tweede belangrijkste oorzaak van kanker-gerelateerde sterfte onder vrouwen 1,2. Om de overlevingskans en de prognose van de getroffen patiënten met effectieve behandeling in een vroeg stadium van borstkanker te verbeteren, de ziekte moet zo snel mogelijk worden gedetecteerd. In een retrospectieve analyse van de gevallen van borstkanker, zijn subtiele tekenen van afwijkingen waargenomen op eerder verworven onderzoeksmammogrammen 3,4. Architectural vervorming zo&#39;n gelokaliseerde mammografische teken van mogelijk vroege stadia van borstkanker die moeilijk te detecteren 5,6. De bijbehorende patronen zijn vaag omschreven als een verstoring van de normale architectuur van de borst met geen definitieve massa zichtbaar. Architecturale verstoring kan optreden in de beginfase van de vorming van een borst massa of tumor. Onze hypothese is dat onderzoeksmammogrammen verkregen voorafgaand aan de opsporing van borstkanker could bevatten subtiele symptomen van de vroege stadia van borstkanker, in het bijzonder architecturale vervorming. Figuur 1a toont een bekende mammografische beeld van een geval van door screening opgespoorde kanker. De regio van stoornissen geïdentificeerd door een radioloog (JELD) wordt geschetst met een rode rechthoek. De voorafgaande mammogram werd genomen 24 maanden voor de detectie mammogram in figuur 1b. De voorafgaande mammogram was vrij verklaard zijn van tekenen van kanker te zijn op het oorspronkelijke exemplaar van de screening. In retrospectieve analyse en vergeleken met de detectie mammogram, een verdacht gebied tot de plaats van kanker ontdekt werd gelabeld door de radioloog, en in rood van de voorafgaande mammogram. De verdachte gebied bevat tekenen van architecturale vervorming, met inbegrip van spicules. Computerondersteunde diagnose (CAD) technieken en systemen bieden mogelijkheden voor het bereiken van verhoogde gevoeligheid bij de detectie van Breast kanker 2,7-9. In vergelijking met het aantal publicaties die bestaan ​​in de literatuur op de detectie van andere tekenen van borstkanker, zoals massa en verkalkingen, slechts een klein aantal studies gerapporteerd op de detectie van architecturale verstoring in afwezigheid van een centrale massa van 10-17. Commercieel verkrijgbare CAD systemen bleken slecht presteren bij de detectie van architecturale vervorming 18. Studies over de detectie van architecturale vervorming in voorgaande mammogrammen van screen-detected of interval-kankergevallen 3,4,19-22 kunnen helpen bij het ​​ontwikkelen van strategieën voor de opsporing en behandeling van borst-ziekten in een vroeg stadium, en leiden tot verbetering van de prognose voor de patiënt 23. Voorbereiding van Beelden voor de Experiment Experimenten werden uitgevoerd met 158 ​​mammografische beelden waarvan 106 vóór mammogrammen van 56 mensen gediagnosticeerdmet borstkanker en 52 beelden van 13 normale individuen. Ethiek goedkeuring voor de studie werd verkregen van de Vereend Health Research Ethics Board, Office of Medical Bio-ethiek, Universiteit van Calgary en de Calgary Regional Health Authority. De beelden zijn afkomstig van Screen Test: Alberta programma voor de vroegtijdige opsporing van borstkanker 21,24,25. Mammogrammen verworven in de laatste geplande bezoek aan het bevolkingsonderzoek voorafgaand aan de diagnose van kanker buiten het bevolkingsonderzoek werden bestempeld als voorafgaand mammogrammen van interval-kankergevallen. De bijbehorende diagnostische mammogrammen niet beschikbaar waren. Alle, maar twee van de 106 voorafgaande mammogrammen was vrij verklaard zijn van enig teken van borstkanker te zijn op het tijdstip van verwerving en analyse aan het bevolkingsonderzoek, de individuen die overeenkomt met de andere twee mammogrammen verwezen voor biopsie. Het tijdsinterval tussen de diagnose van kanker en voorafgaande mammogrammen varieerde van 1,5 maands tot 24,5 maanden, met een gemiddelde van 15 maanden en de standaardafwijking van 7 maanden. Alle voorgaande mammogrammen interval-kankergevallen in de database zijn opgenomen in deze studie, behalve zes beelden waarin geen verdacht onderdelen kan worden geïdentificeerd. Het scherm-film mammogrammen werden gedigitaliseerd op de ruimtelijke resolutie van 50 micrometer en grijs-schaal resolutie van 12 bits per pixel met de Lumiscan 85 laserscanner (Lumisys, Sunnyvale, CA). Een deskundige radioloog gespecialiseerd in mammografie (JELD) beoordeeld alle 106 voorgaande mammogrammen van interval-gevallen van kanker en markeerde de verdachte gebieden van architecturale vervorming met rechthoekige dozen op basis van de beschikbare rapporten op latere beeldvorming of biopsie, of met een grondige controle van de mammogrammen . Van de 106 voorafgaande mammografische beelden in de dataset die in de onderhavige studie, 38 beelden hebben zichtbare architecturale vervorming, en de resterende 68 beelden bevatten twijfelachtige of geen duidelijk evident architecturale vervorming. Elke voorgaande mammogram bevat een enkele site van architecturale vervorming zoals aangegeven door de rechthoekige doos getrokken door de radioloog. De gemiddelde breedte, lengte en oppervlakte van de 106 verdachte delen van beelden gekenmerkt door de radioloog zijn 56 mm, 39 mm en 2274 mm 2, met standaarddeviatie van 11,8 mm, 11,6 mm en 1073,9 mm 2 resp.

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

We tonen werkwijzen voor de detectie van architecturale verstoring in voorgaande mammogrammen interval-kankergevallen gebaseerd op een analyse van de oriëntatie van borstweefsel patronen in mammogrammen. Onze hypothese is dat architectonische vervorming wijzigt de normale richting van het borstweefsel patronen in mammografische beelden voordat de vorming van massa&#39;s of tumoren. In de eerste stappen van onze werkwijzen worden de georiënteerde structuren in een bepaalde mammogram geanalyseerd met Gabor filters en faseportretten naar knooppunt-achtige plaatsen van uitstralend of weefsel snijdende patronen detecteren. Elke gedetecteerde locatie wordt vervolgens gekarakteriseerd met behulp van het knooppunt waarde fractale dimensie en meting van hoekige spreiding specifiek ontworpen spiculating patronen geassocieerd met architecturale vervorming vertegenwoordigen. Onze methoden werden getest met een database van 106 voorafgaande mammogrammen van 56 interval-gevallen van kanker en 52 mammogrammen van 13 normale gevallen gebruik van de functies ontwikkeld voor dekarakterisering van architecturale vervorming, patroonherkenning via kwadratische discriminantanalyse, en validatie met de leave-one-patiënt out procedure. Volgens de resultaten van vrije respons receiver operating characteristic analyse hebben onze werkwijze de mogelijkheid om architecturale verstoring detecteren voorafgaande mammogrammen aangetoond voor klinische diagnose van borstkanker 15 maanden (op het gemiddelde) genomen, met een gevoeligheid van 80% bij ongeveer vijf valse positieven per patiënt.

De drie functies, namelijk nodewaarde, FD en H F, mits AUC-waarden van 0,61, 0,59 en 0,64, respectievelijk, wanneer elke functie is als monotherapie. Gecombineerd gebruik van de drie functies die verbeterde prestaties met AUC = 0.70. De Froc kromme verkregen met de combinatie van de drie kenmerken wordt getoond in figuur 11, die een gevoeligheid van 80% op 5.6 KP / patiënt en 89% bij 7,5 KP / patiënt aangeeft. Gebruik van alleen het knooppunt waarde die een gevoeligheid van 80% bij...

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

We tonen methoden voor de detectie van architecturale vervorming in voorgaande mammogrammen. Georiënteerde structuren worden geanalyseerd met behulp van Gabor filters en faseportretten naar sites van uitstralende weefsel patronen te detecteren. Elke site wordt gekenmerkt en geclassificeerd met behulp van maatregelen om spiculating patronen vertegenwoordigen. De methoden moeten bij het opsporen van borstkanker.

Detectie van Architectural Distortion in Prior mammogrammen<em&gt; Via</em&gt; Analyse van Oriented Patterns

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

Productie en detectie van reactive oxygen species (ROS) in kanker

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

Cerenkov Luminescentie Imaging (CLI) voor kankertherapie 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

Identificatie van ziekte-gerelateerde Ruimtelijke Covariantie Patronen gemaakt Neuroimaging gegevens

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

Het verzamelen van speeksel en meten cortisol en Alpha-amylase in Frail Gemeenschap wonende ouderen via mantelzorgers

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

Halsslagader Infusions voor farmacokinetische en farmacodynamische analyse van Taxanen in Muizen

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

Het volgen van de Mammary architectonische kenmerken en het opsporen van borstkanker met Magnetic Resonance 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

Normotherme<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Nier Perfusie voor het Behoud van de Nier transplantaten voorafgaand aan de transplantatie

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: Deep Sequencing Analyse van Rearranged immunoglobuline zware keten gen Klonale Evolution Patronen van B cel lymfoom Reveal

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

Uitputting van de Muis Cellen van geënte, humane tumoren verbetert Downstream Analyse van Target Cellen

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

Opnieuw Arterialized Rat gedeeltelijke lever transplantatie met een in vivo vaartuig georiënteerde 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. ...