Tesi etd-03302017-215617 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
VALVANO, GABRIELE
URN
etd-03302017-215617
Titolo
Sviluppo di un sistema di Deep Learning per segmentazione di immagini mammografiche
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Relatori
relatore Landini, Luigi
relatore Della Latta, Daniele
relatore Santini, Gianmarco
relatore Iacconi, Chiara
controrelatore Chiappino, Dante
relatore Della Latta, Daniele
relatore Santini, Gianmarco
relatore Iacconi, Chiara
controrelatore Chiappino, Dante
Parole chiave
- convolutional neural network
- deep learning
- mammografia
- segmentazione
Data inizio appello
28/04/2017
Consultabilità
Completa
Riassunto
Il cancro al seno è una delle maggiori cause di mortalità tumorale fra le donne. La mammografia è l'esame di riferimento per lo screening di tumore alla mammella in donne con più di 40 anni: infatti, diverse meta-analisi hanno dimostrato una riduzione della mortalità per cancro al seno del 30%.
Le microcalcificazioni possono rappresentare un segnale precoce per la diagnosi di tumore alla mammella, rintracciabile in immagini mammografiche, ma sono spesso di difficile interpretazione per i radiologi a causa della sovrapposizione di lesioni maligne e benigne. Esse appaiono nella mammografia come regioni ad elevata intensità rispetto al background locale e hanno forme che vanno da geometrie circolari a geometrie fortemente irregolari, con contorni più o meno netti.
Breast Imaging Reporting and Dated System (BIRADS) ha standardizzato l'interpretazione delle microcalcificazioni: tipicamente benigne (BIRADS2), intermedie (BIRADS3), con elevata probabilità di essere maligne (BIRADS4), estremamente sospette di malignità (BIRADS5). La classificazione delle microcalcificazioni è basata sull'analisi della loro forma, densità e distribuzione all'interno della mammella.
Sfortunatamente le microcalcificazioni sono spesso difficili da rintracciare in quanto la mammella contiene diverse quantità di tessuto connettivo, ghiandolare e adiposo, organizzate in strutture sempre differenti. Ne risulta una gran varietà di pattern all'interno delle immagini.
La variabilità del tessuto mammario e la geometria di acquisizione proiettiva dell’immagine implicano l'impossibilità di utilizzare una semplice operazione di soglia basata sulla densità per il rintracciamento automatico delle calcificazioni. Il processo di detezione è ulteriormente complicato dalla grande variabilità della geometria delle microcalcificazioni, che inibisce una ricerca morfologica. Finora è stata proposta una gran varietà di algoritmi per il loro rintracciamento automatico, fra questi: metodi basati sulla trasformata wavelet, sistemi di filtraggio morfologico, analisi a multirisoluzione, reti bayesiane e SVM.
Date le difficoltà che mostrano i metodi classici in questo particolare problema, nel lavoro di tesi si propone un approccio basato su una rete neurale profonda di tipo convolutivo.
Le microcalcificazioni possono rappresentare un segnale precoce per la diagnosi di tumore alla mammella, rintracciabile in immagini mammografiche, ma sono spesso di difficile interpretazione per i radiologi a causa della sovrapposizione di lesioni maligne e benigne. Esse appaiono nella mammografia come regioni ad elevata intensità rispetto al background locale e hanno forme che vanno da geometrie circolari a geometrie fortemente irregolari, con contorni più o meno netti.
Breast Imaging Reporting and Dated System (BIRADS) ha standardizzato l'interpretazione delle microcalcificazioni: tipicamente benigne (BIRADS2), intermedie (BIRADS3), con elevata probabilità di essere maligne (BIRADS4), estremamente sospette di malignità (BIRADS5). La classificazione delle microcalcificazioni è basata sull'analisi della loro forma, densità e distribuzione all'interno della mammella.
Sfortunatamente le microcalcificazioni sono spesso difficili da rintracciare in quanto la mammella contiene diverse quantità di tessuto connettivo, ghiandolare e adiposo, organizzate in strutture sempre differenti. Ne risulta una gran varietà di pattern all'interno delle immagini.
La variabilità del tessuto mammario e la geometria di acquisizione proiettiva dell’immagine implicano l'impossibilità di utilizzare una semplice operazione di soglia basata sulla densità per il rintracciamento automatico delle calcificazioni. Il processo di detezione è ulteriormente complicato dalla grande variabilità della geometria delle microcalcificazioni, che inibisce una ricerca morfologica. Finora è stata proposta una gran varietà di algoritmi per il loro rintracciamento automatico, fra questi: metodi basati sulla trasformata wavelet, sistemi di filtraggio morfologico, analisi a multirisoluzione, reti bayesiane e SVM.
Date le difficoltà che mostrano i metodi classici in questo particolare problema, nel lavoro di tesi si propone un approccio basato su una rete neurale profonda di tipo convolutivo.
File
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