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 arbeidet ble støttet med tilskudd fra Collaborative Research og Training Experience Programme (CREATE) og en Discovery Grant fra naturvitenskapene og Engineering Research Council (NSERC) i Canada.

En. Oversikt over metodikk I vår prosedyre, er potensielle områder av arkitektonisk forvrengning i mammografi oppdages automatisk via analyse av orienterte stofflighet mønstre med anvendelsen av en bank av Gabor filtrerer 26 og modellering av fase portretter 11,27. De detekterte områder blir deretter bearbeidet gjennom trinnene for ekstrahering av trekk eller tiltak for å karakterisere arkitektonisk forvrengning, utvikling av en trenet klassifikator, og anve...

Vi har presentert en rekke sofistikerte teknikker for digital bildebehandling og mønstergjenkjenning, også kjent som maskinlæring og CAD, for påvisning av arkitektoniske forvrengning i tidligere mammografi av intervall-krefttilfeller. Metodene er basert på analyse av de orienterte teksturmønstre som er tilstede i mammografi bilder. Våre metoder, inkludert flere flere funksjoner foreslått i våre relaterte arbeider, er i stand til å oppdage tidlige tegn på brystkreft 15 måneder i forkant av tidspunktet for kli...

Brystkreft er en stor sykdom rammer kvinner og er den nest største årsaken til kreft dødsfall blant kvinner 1,2. For å bedre sjanse til å overleve og prognosen av de berørte pasienter gjennom effektiv behandling på tidlige stadier av brystkreft, må sykdommen som skal detekteres så tidlig som mulig. I retrospektiv analyse av tilfeller av brystkreft, har subtile tegn på misdannelser er observert på tidligere ervervede screening mammografi 3,4. Arkitektonisk forvrengning er et slikt lokalisert mammografisk tegn på muligens tidlige stadier av brystkreft som er vanskelig å oppdage 5,6. De tilknyttede mønstre er vagt beskrevet som forvrengning av den normale arkitekturen i brystet med ingen bestemt masse synlig. Arkitektonisk forvrengning kunne vises på den innledende fasen av dannelsen av et bryst masse eller svulst. Vi hypotese at screening mammografi innhentet før påvisning av brystkreft cOuld inneholde subtile tegn på tidlige stadier av brystkreft, i særdeleshet, arkitektonisk forvrengning. Figur 1a viser en tidligere mammografi bilde av en kasse skjerm-detektert kreft. Regionen abnormitet identifisert av en radiolog (JELD) er skissert med en rød firkant. Den forutgående mammogram tatt 24 måneder før påvisning mammogram vist i figur 1b. Den tidligere mammogram hadde blitt erklært å være fri for tegn på kreft på den opprinnelige forekomsten av screening. I retrospektiv analyse og sammenlignet med påvisning mammografi, en mistenkelig region relatert til området av kreft oppdaget var merket med radiologen, og er skissert i rødt på før mammografi. Den mistenkelige regionen inneholder tegn på arkitektonisk forvrengning, inkludert spicules. Dataassistert diagnose (CAD) teknikker og systemer tilbyr muligheten for å oppnå økt følsomhet i deteksjon av breast kreft 2,7-9. Imidlertid, i sammenligning med det antall publikasjoner som foreligger i litteraturen for påvisning av andre tegn på brystkreft, slik som masser og forkalkninger, er blitt rapportert bare et lite antall studier på påvisning av arkitektoniske forvrengning i fravær av en sentrale masse 10-17. Kommersielt tilgjengelige DAK-systemer har blitt funnet å gjøre det dårlig i deteksjon av arkitektoniske forvrengning 18. Studier på påvisning av arkitektoniske forvrengning i tidligere mammografi av skjerm oppdaget eller intervall-krefttilfeller 3,4,19-22 kunne bidra i å utvikle strategier for deteksjon og behandling av brystkreft sykdommer i sine tidlige stadier, og fører til bedring i prognose for pasienten 23. Utarbeidelse av bilete for Experiment Forsøkene ble utført med 158 mammografibilder inkludert 106 tidligere mammografi av 56 personer diagnostisertmed brystkreft og 52 bilder av 13 normale individer. Etikk godkjenning for studien ble hentet fra Conjoint helsefaglig forskningsetikk Board, Office of Medical Bioethics, University of Calgary, og Calgary RHF. Bildene ble hentet fra Screen Test: Alberta Program for tidlig deteksjon av brystkreft 21,24,25. Mammografi ervervet i siste planlagte besøk til screeningprogrammet før diagnostisering av kreft utenfor screeningprogrammet ble merket som tidligere mammografi av intervall-krefttilfeller. De tilsvarende diagnostiske mammografi var ikke tilgjengelig. Alle unntatt to av de 106 tidligere mammografi hadde blitt erklært å være fri for tegn på brystkreft ved kjøpstidspunktet og analyse i screeningprogrammet, enkeltpersoner som tilsvarer de to andre mammografi hadde blitt henvist til biopsi. Tidsintervallet mellom diagnostisering av kreft og tidligere mammografi varierte fra 1,5 månedens til 24,5 måneder, med et gjennomsnitt på 15 måneder og standardavvik på 7 måneder. Alle de tidligere mammografi av intervall-krefttilfeller er tilgjengelige i databasen har blitt inkludert i denne studien, bortsett fra seks bilder hvor ingen mistenkelige deler kunne bli identifisert. De skjerm-film mammografi ble digitalisert på romlig oppløsning på 50 mikrometer og grå-skala oppløsning på 12 bits per piksel bruker Lumiscan 85 laserskanner (Lumisys, Sunnyvale, CA). En ekspert radiolog spesialisert på mammografi (JELD) gjennomgått alle de 106 tidligere mammografi av intervall-krefttilfeller og merket de mistenkte regioner av arkitektonisk forvrengning med rektangulære bokser basert på de rapportene som er tilgjengelige ved etterfølgende bildebehandling eller biopsi, eller etter nærmere inspeksjon av mammografi . Av de 106 tidligere mammografibilder i datasettet brukt i denne studien, 38 bilder har synlige arkitektoniske forvrengning, og de resterende 68 bilder inneholder tvilsom eller ingen klart evident arkitektonisk forvrengning. Hver før mammogram inneholder et enkelt område av arkitektonisk forvrengning som er identifisert av den rektangulære boksen trukket av radiolog. Den gjennomsnittlig bredde, høyde og areal på de 106 mistenkelige delene av bildene merket med radiologen er 56 mm, 39 mm, og 2274 mm 2, med standardavvik på 11,8 mm, 11,6 mm, og 1073,9 mm 2, henholdsvis.

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

Vi demonstrere metoder for påvisning av arkitektonisk forvrengning i tidligere mammografi av intervall-krefttilfeller basert på analyse av orienteringen av brystvev mønstre i mammografi. Vi hypotese at arkitektonisk forvrengning modifiserer normal orientering av brystvev mønstre i mammografibilder før dannelsen av massene eller svulster. I de første trinnene av våre metoder, er de orienterte strukturer i en gitt mammogram analysert ved hjelp av Gabor filter og fase portretter å oppdage node-lignende områder av stråler eller kryssende vev mønstre. Hver detektert område er da karakterisert ved å bruke node verdi, fraktal dimensjon, og er et mål på vinkel dispersjon spesielt utformet for å representere spiculating mønstre forbundet med arkitektonisk forvrengning. Våre metoder ble testet med en database med 106 tidligere mammografi av 56 intervall-kreft tilfeller og 52 mammografi av 13 normale tilfeller ved hjelp av funksjoner utviklet forkarakterisering av arkitektonisk forvrengning, mønster klassifisering via kvadratisk diskriminerende analyse, og validering med permisjon-ett-pasient ut prosedyre. Ifølge resultatene av fri-responsmottaker som opererer karakteristisk analyse, har våre fremgangsmåter demonstrert evnen til å detektere arkitektonisk forvrengning i tidligere mammografi, tatt 15 måneder (i gjennomsnitt) før klinisk diagnose av brystkreft, med en følsomhet på 80% ved omtrent fem falske positiver per pasient.

De tre funksjoner, nemlig node verdi, FD, og H-F, forutsatt AUC-verdier av 0,61, 0,59 og 0,64, henholdsvis, når hver egenskap ble brukt alene. Kombinert bruk av de tre funksjonene gitt forbedret ytelse med AUC = 0,70. Den Froc kurve oppnådd med kombinasjonen av de tre funksjoner er vist i figur 11, som indikerer en sensitivitet på 80% ved 5,6 fps / pasient og 89% ved 7,5 fps / pasient. Bruk av kun node verdi ga en sensitivitet på 80% ved 8,1 fps / pasient og 89% ved 13,8 fps / pa...

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 for påvisning av arkitektonisk forvrengning i tidligere mammografi. Orienterte strukturer er analysert ved hjelp av Gabor filter og fase portretter å oppdage områder av utstrålende vev mønstre. Hvert område er karakterisert og klassifisert ved hjelp av tiltak for å representere spiculating mønstre. Metodene som skal hjelpe til påvisning av brystkreft.

Påvisning av Architectural Distortion i Prior Mammografi<em&gt; Via</em&gt; Analyse av 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

Produksjon og Påvisning av reaktive oksygen arter (ROS) i Kreft

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 Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Overvåking

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

Identifisering av sykdomsrelaterte Spatial kovariansverktøyene Oppskrifter 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

Carotisar infusjoner for farmakokinetiske og farmakodynamiske Analyse av 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

Spore Bryst Arkitektoniske funksjoner og oppdage brystkreft med 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

Normotermisk<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Nyre Perfusjons for Bevaring av Kidney grafts før Transplantasjon

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 av omorganisert Immunoglobulin Heavy Chain Gene å avsløre Klonal Evolution Mønstre av 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

Nedbryting av museceller fra menneske tumorxenotransplantater forbedrer Nedstrøms Analyse av 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

Nytt Arterialized Rat delvis leveren transplantasjon med en i vivo fartøyet orienterte 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. ...