Trang 3 PHÂN CHIA CÔNG VIỆC Trang 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang 7 LỜI NÓI ĐẦU Trang 8 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀIKhái niệm Ung thư phổi là gì ?Ung thư phổi tiếng Anh là Lung Cancer là tình trạng
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Học phần: Đồ Án Chuyên Ngành
Đề Tài Chẩn đoán ung thư phổi qua ảnh chụp X – quang
bằng mạng nơ-ron tích chập
Giảng Viên Hướng Dẫn:
Sinh Viên:
Hà Nội, 2022
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 2MỤC LỤC
Trang 3PHÂN CHIA CÔNG VIỆC
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 4DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang 5DANH MỤC HÌNH ẢNH
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 6LỜI CẢM ƠN
Trang 7LỜI NÓI ĐẦU
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 8TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Khái niệm
Ung thư phổi là gì ?
Ung thư phổi (tiếng Anh là Lung Cancer) là tình trạng tăng trưởng không kiểm soát của các tế bào bất thường ở một hoặc cả hai phổi, thường là các tế bào thuộc lớp niêm mạc của đường thở Những tế bào bất thường này không phát triển thành mô phổi khỏe mạnh mà phân chia nhanh chóng và hình thành các u gây cản trở chức năng phổi
Nguyên nhân gây ung thư phổi
Các nghiên cứu cho thấy những người có một số yếu tố nguy cơ có khả năng phát triển ung thư phổi cao hơn Phơi nhiễm với khói thuốc là một trong những yếu tố nguy cơ chính, góp phần gây ra hơn 80% số trường hợp ung thư phổi trên toàn cầu Khói thuốc từ thuốc lá, thuốc lào hoặc xì gà chứa các chất hóa học gây hại được biết đến là các tác nhân gây ung thư - một loại hợp chất trực tiếp làm tổn thương tế bào và ảnh hưởng đến khả năng thực hiện chức năng và phân chia bình thường của tế bào Theo thời gian, các tế bào bị tổn thương có thể phát triển thành ung thư Ngay cả việc tiếp xúc với khói thuốc thụ động cũng có thể gây tổn thương tế bào và dẫn đến hình thành ung thư Phơi nhiễm với khói thuốc càng nhiều thì nguy cơ phát triển ung thư phổi càng cao
Các yếu tố nguy cơ khác bao gồm phơi nhiễm với radon (một chất khí phóng xạ), amiăng, arsen, crom, niken và không khí ô nhiễm Một số gia đình có nguy cơ phát triển ung thư phổi cao hơn
Phân loại ung thư phổi
Có 2 loại ung thư phổi chính:
Ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC)
NSCLC là nguyên nhân gây ra hầu hết các trường hợp ung thư phổi và tiến triển chậm hơn Phát hiện sớm kết hợp với điều trị ngay tức thì có thể mang
Trang 9đến cơ hội hồi phục thành công Điều trị có thể kết hợp nhiều phương pháp khác nhau như phẫu thuật, xạ trị và hóa trị
Ung thư phổi tế bào nhỏ (SCLC)
SCLC là dạng ung thư phổi tiến triển nhanh, thường dẫn đến ung thư lan nhanh sang các bộ phận khác trên cơ thể thông qua dòng máu SCLC thường được chẩn đoán khi đã ở giai đoạn tiến triển, và phương pháp điều trị được chỉ định thường là hóa trị
Các giai đoạn của ung thư phổi
Các giai đoạn của ung thư phổi không tế bào nhỏ
Các giai đoạn của ung thư phổi không tế bào nhỏ dựa trên một số yếu tố như: -Kích thước và vị trí của khối u
-Khối u đã lan đến các hạch bạch huyết và/hoặc các bộ phận khác của cơ thể hay chưa
Nhìn chung, ung thư phổi không tế bào nhỏ có 5 giai đoạn từ 0 – IV
*Giai đoạn 0
Đây là giai đoạn ung thư “tại chỗ” và chưa phát triển vào các mô lân cận hay lan ra ngoài phổi
*Giai đoạn I
Lúc này, khối u vẫn còn nhỏ, chưa di căn đến bất kỳ hạch bạch huyết nào Do
đó, các bác sĩ có thể phẫu thuật để loại bỏ hoàn toàn khối u Giai đoạn I được chia thành 2 giai đoạn nhỏ dựa trên kích thước của khối u:
*Giai đoạn II
Ung thư được tìm thấy ở phổi và/hoặc các hạch bạch huyết lân cận Đôi khi, các khối u ở giai đoạn II có thể được loại bỏ bằng phẫu thuật Nó được chia thành 2 giai đoạn nhỏ:
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 10*Giai đoạn III
Ung thư ở phổi và các hạch bạch huyết ở giữa ngực, chưa lây lan đến các cơ quan xa khác của cơ thể Nó được chia thành 3 giai đoạn dựa trên kích thước của khối u và các hạch bạch huyết mà ung thư đã di căn đến
Đa số ung thư phổi giai đoạn III khó hoặc đôi khi không thể loại bỏ bằng phẫu thuật Đặc biệt, ung thư giai đoạn IIIC không thể điều trị bằng phẫu thuật, thường phải dùng liệu pháp toàn thân và xạ trị
Giai đoạn IV
Ung thư đã lan đến cả hai phổi, vào khu vực xung quanh phổi Hoặc nó đến các cơ quan ở xa của cơ thể qua đường máu Một khi tế bào ung thư xâm nhập vào máu, ung thư có thể di căn đến bất cứ đâu trong cơ thể Tuy nhiên, ung thư phổi không tế bào nhỏ có nhiều khả năng lây lan đến não, xương, gan
và tuyến thượng thận Giai đoạn IV này được chia thành 2 giai đoạn nhỏ: -Giai đoạn IVA: Ung thư lan rộng trong ngực và/hoặc 1 cơ quan bên ngoài ngực
-Giai đoạn IVB: Ung thư lan ra bên ngoài ngực đến nhiều hơn 1 vị trí trong 1
cơ quan hoặc nhiều hơn 1 cơ quan
Trang 11Nói chung, phẫu thuật không phù hợp cho hầu hết các bệnh ung thư phổi giai đoạn IV Các bác sĩ không thể loại bỏ khối u nếu nó đã di căn đến các hạch thượng đòn, hoặc đến tim, các mạch máu lớn hoặc các ống dẫn khí chính Trong những tình huống này, bác sĩ sẽ đề nghị các lựa chọn điều trị khác
Các giai đoạn của Ung thư phổi tế bào nhỏ
Ung thư phổi tế bào nhỏ có 2 giai đoạn chính: Giai đoạn hạn chế và giai đoạn
mở rộng
Giai đoạn hạn chế: Ung thư chỉ ở 1 phổi hoặc các hạch bạch huyết lân cận ở cùng bên ngực Xạ trị có thể là một lựa chọn điều trị Theo khảo sát, có
khoảng 30% người mới phát hiện ung thư phổi tế bào nhỏ đang ở giai đoạn hạn chế này
Giai đoạn mở rộng: Ung thư đã lan đến các bộ phận của cơ thể như phổi đối diện, não, tủy xương, các dịch xung quanh phổi và các cơ quan xa khác Theo khảo sát, có đến 70% người mới phát hiện ung thư nay đang ở giai đoạn mở rộng
Convolutional Neural Network - CNN
CNN hay mạng noron tích chập là một trong những mô hình Deep Learning
vô cùng tiên tiến, cho phép xây dựng các hệ thống thông minh với độ chính xác vô cùng cao
Cấu trúc mạng CNN
Convolutional layer
- Đây là lớp quan trọng nhất của CNN, có nhiệm vụ thực hiện mọi tính toán
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 12- Những yếu tố quan trọng của một convolutional layer là: stride, padding, filter map, feature map
filter map này được gọi là ma trận 3 chiều, mà bên trong nó là các con
số và chúng là parameter
o Stride có nghĩa là khi bạn dịch chuyển filter map theo pixel dựa vào giá trị trừ trái sang phải Và sự chuyển dịch này chính là Stride
o Padding: Là các giá trị 0 được thêm vào với lớp input
o Feature map: Nó thể hiện kết quả của mỗi lần filter map quét qua input Sau mỗi lần quét sẽ xảy ra quá trình tính toán
Lớp tích chập
ReLU layer
- Là hàm kích hoạt trong neural network và được gọi là activation function Tác dụng của hàm kích hoạt là mô phỏng các noron có tỷ lệ truyền xung qua axon Trong activation function thì nó còn có hàm nghĩa là: Relu, Leaky, Tanh, Sigmoid, Maxout… Hiện nay hàm Relu được dùng phổ biến
và vô cùng thông dụng
- Nó được sử dụng nhiều cho các nhu cầu huấn luyện mạng noron thì Relu mang lại nhiều ưu điểm nổi bật như: việc tính toán sẽ trở nên nhanh hơn Quá trình sử dụng Relu, cần lưu ý đến vấn đề tùy chỉnh các learning rate
Trang 13và theo dõi dead unit Những lớp Relu layer đã được sử dụng sau khi filter map được tính ra và áp dụng hàm Relu lên những giá trị của filter map
Hàm kích hoạt ReLU
Pooling layer
- Khi đầu vào quá lớn, những lớp pooling layer sẽ được xếp vào giữa giữa những lớp Convolutional layer để làm giảm parameter Hiện nay, pooling layer có 2 loại chủ yếu là: max pooling và average
Lớp pooling
Fully connected layer
- Lớp này có nhiệm vụ đưa ra kết quả sau khi lớp convolutional layer và pooling layer đã nhận được ảnh truyền Lúc này, ta thu được kết quả là
Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)
Trang 14model đã đọc được thông tin của ảnh và để liên kết chúng cũng như cho ra nhiều output hơn thì ta sử dụng fully connected layer
- Ngoài ra, nếu như fully connected layer có được dữ liệu hình ảnh thì chúng sẽ chuyển nó thành mục chưa được phân chia chất lượng Cái này khá giống với phiếu bầu rồi chúng sẽ đánh giá để bầu chọn ra hình ảnh có chất lượng cao nhất
Trang 15Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)