Chương 5 PHÁT HIỆN CÁC KHỐI U TRÊN ẢNH X QUANG VÚ
5.2 Thuật toán phát hiện khối u
5.2.2 Cỏc phương phỏp ủối sỏnh mẫu
Có một vài cách so sánh một mẫu với một ảnh chụp X quang vú. Một số sử dụng tớch chập hoặc một phương phỏp dựa trờn tương quan chộo, ủiều này sẽ hết sức hiệu quả khi sử dụng phương phỏp biến ủổi Fourier nhanh (FFT). Tuy nhiờn, người thực hiện luận văn phát hiện ra rằng phương pháp tích chập với mẫu lượng giỏc cú thể bị lộn xộn do sự thay ủổi trong cường ủộ ảnh chụp vỳ cục bộ. Vớ dụ, một khối u cú thể xuất hiện sỏng hơn một cỏch ủỏng kể so với cường ủộ trung bỡnh của các vùng xung quanh nó, nhưng khi so sánh với tất cả các vùng và các mô khác trong ảnh, nú cú thể tối hơn cường ủộ tổng thể trung bỡnh của ảnh. Khối u này cú thể sẽ bị bỏ qua nếu ủang sử dụng một tớch chập dựa trờn thuật toỏn ủối sỏnh mẫu.
Hỡnh 5.7 là một vớ dụ, mà trong ủú một khối u trờn một vựng ảnh cục bộ ủược xỏc ủịnh ủỳng bằng một phương phỏp tớch chập sử dụng mẫu lượng giỏc. Hỡnh bờn trỏi của hỡnh 5.7 là ảnh thực của khối u này và hỡnh bờn phải là kết quả từ việc ủịnh ngưỡng tích chập với mức thích hợp.
Hình 5.6 ðộ nhạy tỷ lệ của các mẫu
Hình 5.7 Khối u (trái) và phát hiện khối sử dụng tích chập (phải)
Kết quả này sẽ khụng hiệu quả như vớ dụ này khi quỏ trỡnh này ủược tiến hành trên toàn bộ ảnh chụp vú. Hình 5.8 cho thấy một ảnh chụp vú có một khối u.
Hỡnh 5.9 minh họa cỏc kết quả ủặt ngưỡng của tớch chập trờn toàn bộ ảnh. Cỏc kết
quả ủó chập này phự hợp với cỏc vựng cường ủộ cao, bao gồm vựng cơ ngực của ảnh. Trong tỡnh huống này, khối u khụng ủược ủịnh vị một cỏch chớnh xỏc. Do ủú, phương phỏp tớch chập khụng phự hợp như một thuật toỏn xỏc ủịnh vị trớ khối u hiệu quả với ảnh này.
Một phương pháp thay thế khác có thể sẽ tương quan giữa mẫu này và mỗi ủiểm ảnh trong ảnh, trong ủú ảnh nhỏ bao quanh mỗi ủiểm ảnh là cựng kớch thước với mẫu. Thuật toỏn ủối sỏnh mẫu dựa trờn cơ sở tương quan khụng thiờn về sự thay ủổi cường ủộ và nhạy với cỏc ủặc trưng của hỡnh dạng (Brake và Karssemeijer).
Cụng thức ủược sử dụng cho sự tương quan giữa mẫu và ảnh gốc như sau:
cov( , ) ( , )
cov( , )
x y
xy x y
cor x y x y
x y
σ σ à à à
≡
≡ −
(5.3)
trong ủú cov(x,y) là liờn hiệp biến của mẫu, x, và ảnh nhỏ, y, bao quanh ủiểm ảnh.
σx và σy là cỏc ủộ lệch chuẩn của mẫu này và ảnh nhỏ. àx và ày là trung bỡnh của mẫu và ảnh nhỏ. àxy là trung bỡnh của mỗi ủiểm ảnh trong mẫu nhõn bởi mỗi ủiểm ảnh.
Kết quả áp dụng sự tương quan ảnh này trở về một ảnh mới, nhận giá trị giữa -1 và 1. Khi giỏ trị tương quan càng gần với 1, sự tương tự giữa mẫu và cỏc ủiểm ảnh ủang ủược kiểm tra càng lớn. Nghĩa là cỏc ủiểm ảnh tạo ra một giỏ trị tương quan gần với 1 tương tự với mẫu khối u. Hình 5.10 cho thấy các kết quả áp dụng sự tương quan này với ảnh minh họa trên hình 5.8.
ðể xỏc ủịnh cỏc vựng trờn ảnh, vựng này chắc chắn cú khối u, một ngưỡng ủược sử dụng với cỏc giỏ trị tương quan. Trong vớ dụ này, cỏc ủiểm ảnh với cỏc giỏ trị tương quan là 0,75 hoặc lớn hơn có khả năng xuất hiện khối u cao. Hình 5.11 biểu thị cỏc kết quả của việc ủịnh ngưỡng này với ảnh minh họa trờn hỡnh 5.10. Mức ngưỡng giảm số lượng cỏc giỏ trị ủiểm ảnh cần xem xột và ủịnh vị phần ảnh gốc mà có khả năng xuất hiện khối u cao. Trong hình 5.11, vùng trắng cho thấy vị trí khối u trong ảnh X quang chụp vú.
Hình 5.8 Ảnh X quang vú có chứa khối u
Hình 5.9 Kết quả từ tích chập mẫu với ảnh trên Hình 5.8
Hỡnh 5.10 Kết quả ủối sỏnh mẫu dựa trờn tương quan
Hỡnh 5.11 Kết quả ủược lấy mẫu và gión của ủối sỏnh mẫu tương quan