RU136612U1 - BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES - Google Patents

BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES Download PDF

Info

Publication number
RU136612U1
RU136612U1 RU2013107636/08U RU2013107636U RU136612U1 RU 136612 U1 RU136612 U1 RU 136612U1 RU 2013107636/08 U RU2013107636/08 U RU 2013107636/08U RU 2013107636 U RU2013107636 U RU 2013107636U RU 136612 U1 RU136612 U1 RU 136612U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neoplasm
block
points
area
breast cancer
Prior art date
Application number
RU2013107636/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Султан Сидыкович Садыков
Юлия Анатольевна Буланова
Original Assignee
Султан Сидыкович Садыков
Юлия Анатольевна Буланова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Султан Сидыкович Садыков, Юлия Анатольевна Буланова filed Critical Султан Сидыкович Садыков
Priority to RU2013107636/08U priority Critical patent/RU136612U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU136612U1 publication Critical patent/RU136612U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Устройство диагностики области новообразования типа «Рак молочной железы» на маммографических снимках, содержащее: блок оцифровки, получающий цифровое представление аналогового маммографического снимка и передающий его на вход блока предварительной обработки; блок предварительной обработки, выполняющий операции контрастирования и шумоподавления; блок выделения области новообразования, выполняющий операции текстурной сегментации и последующей бинаризации; блок выделения контуров и определения координат его точек; буфер типа LIFO, хранящий координаты точек контура новообразования, полученные из блока выделения контуров, и передающий их на вход блока вычисления площади и координат точек центра найденного новообразования, а затем на вход блока определения периметра и коэффициента формы новообразования; буфер типа FIFO, получающий значения яркостей точек выделенного новообразования; блок вычисления текстурных характеристик новообразования, вычисляющий значения текстурных признаков найденной области; блок формирования области новообразования «Рак молочной железы», копирующий массив яркостей точек области найденного новообразования; управляющее устройство, определяющее параметры операций предварительной обработки, текстурной сегментации и бинаризации, а также требуемых характеристик выделенного новообразования.A device for diagnosing a neoplasm area of the type "Breast Cancer" in mammography images, comprising: a digitizing unit that receives a digital representation of an analog mammography image and transmits it to the input of the preprocessing unit; a preprocessing unit performing contrast and noise reduction operations; a neoplasm region allocation unit performing texture segmentation and subsequent binarization operations; block for selecting contours and determining the coordinates of its points; a buffer of the LIFO type, which stores the coordinates of the points of the neoplasm contour obtained from the block for selecting the contours, and transfers them to the input of the block for calculating the area and coordinates of the points of the center of the found neoplasm, and then to the input of the block for determining the perimeter and shape factor of the neoplasm; a buffer of the FIFO type, which receives the brightness values of the points of the selected neoplasm; a unit for calculating the texture characteristics of the neoplasm that calculates the values of the texture features of the found area; the unit for the formation of the neoplasm of the area "Breast Cancer", copying an array of brightness points of the area of the found neoplasm; a control device that determines the parameters of the pre-processing operations, texture segmentation and binarization, as well as the required characteristics of the selected neoplasm.

Description

Устройство относится к вычислительной технике и информационным технологиям в медицине. Оно может быть использовано визуального улучшения качества оцифрованных снимков, а также в качестве скринингового метода выявления областей рака молочной железы на различных стадиях.The device relates to computer technology and information technology in medicine. It can be used to visually improve the quality of digitized images, and also as a screening method for identifying areas of breast cancer at various stages.

В настоящее время во все сферы медицины внедряются автоматизированные технологии получения и обработки данных. Лучшим методом определения опухолей молочной железы является маммография. С появлением компьютерных технологий появилась возможность обрабатывать и анализировать цифровые и аналоговые маммограммы.Currently, automated technologies for obtaining and processing data are being introduced in all areas of medicine. The best method for determining breast tumors is mammography. With the advent of computer technology, it has become possible to process and analyze digital and analog mammograms.

Известен «Способ получения информационного образа рака молочной железы по маммограммам» (патент Российской Федерации №2235361, кл. G06K 9/50, G06T 7/60, 2002 г.) используемый в качестве неинвазивной биопсии на уровне маркера на любой стадии развития рака молочной железы в виде выявления по маммограммам очагов злокачественного роста через аномальную асимметрию клеточных масс злокачественной опухоли относительно масс здоровых и нераковых клеток [1]. Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является выявление по маммограммам очагов злокачественного роста через аномальную асимметрию клеточных масс злокачественной опухоли относительно масс здоровых и нераковых клеток.The well-known "Method of obtaining an informational image of breast cancer by mammograms" (patent of the Russian Federation No. 2235361, class G06K 9/50, G06T 7/60, 2002) used as a non-invasive biopsy at the marker level at any stage of development of breast cancer in the form of detection by mammograms of foci of malignant growth through abnormal asymmetry of the cell masses of the malignant tumor relative to the masses of healthy and non-cancerous cells [1]. The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is the identification by mammograms of foci of malignant growth through abnormal asymmetry of the cell masses of the malignant tumor relative to the masses of healthy and non-cancerous cells.

Поставленная задача решается способом, предназначенным для выявления раковой опухоли и ее наиболее интенсивные точки роста, включающим получение маммограмм, представление ее в числовой форме в виде исходной матрицы чисел на шагах дискретизации, получение конечного изображения с использованием известного технологического приема выявления распределения плотности искомого вида информации с помощью выделенного информационного окна в виде квадрата не менее девяти шагов дискретизации и не более одной четверти исходной матрицы, и отличающимся тем, что для получения специфического информационного образа рака молочной железы по маммограмме, формируют в исходной числовой матрице через n-клеточный квадратный шаблон с размером одной клетки, равным шагу дискретизации, и размером самого шаблона не менее четырех клеток и не более четверти исходной матрицы, информационные ячейки из n новых значений чисел в клетках каждой ячейки, полученной путем смещения информационного шаблона на один шаг дискретизации по всей исходной матрице и определяют разность между числами, попавшими в клетки шаблона, и числом с минимальным значением в одной из клеток шаблона, по формуле:The problem is solved by a method designed to detect a cancer tumor and its most intense growth points, including obtaining mammograms, presenting it in numerical form as an initial matrix of numbers at the sampling steps, obtaining a final image using a known technological technique for detecting the density distribution of the desired type of information with using a dedicated information window in the form of a square of at least nine sampling steps and not more than one quarter of the original matrix, and the difference In order to obtain a specific informational image of breast cancer by a mammogram, they form in the original numerical matrix through an n-cell square template with a single cell size equal to the sampling step and the size of the template itself of at least four cells and not more than a quarter of the original matrix, information cells from n new numbers in the cells of each cell obtained by shifting the information template by one sampling step over the entire original matrix and determine the difference between the numbers that fall into notch pattern, and the number with the minimum value in one of the pattern of cells, according to the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Hi - исходное значение числа, попавшего в i-тую клетку информационного шаблона,where Hi is the initial value of the number that fell into the i-th cell of the information template,

H'i - новое значение числа в i-той клетке информационной ячейки,H'i - the new value of the number in the i-th cell of the information cell,

i - номера клеток ячейки, соответствующие номерам клеток шаблона (1, 2, 3, …, n);i - cell numbers of the cell corresponding to the cell numbers of the template (1, 2, 3, ..., n);

среди новых чисел H'i в ячейке находят максимальное H'i, по которому нормируют все числа H'i, информационной ячейки, получая новый набор из нормированных чисел H"i, для всех клеток ячейки; затем вычисляют отклонение для всех H"i, по формуле:among the new H'i numbers in the cell, find the maximum H'i, according to which all the numbers H'i are normalized, of the information cell, getting a new set of normalized numbers H "i, for all cells of the cell; then the deviation for all H" i is calculated, according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где ±Vi, - отклонение от уровня 0,5,where ± Vi, is the deviation from the level of 0.5,

0,5 - уровень, получаемый делением пополам максимального значения среди нормированных чисел H"i, который равен единице; далее суммируют отдельно положительные отклонения:0,5 - the level obtained by dividing in half the maximum value among the normalized numbers H "i, which is equal to unity; then positive deviations are summarized separately:

Figure 00000004
Figure 00000004

и отдельно отрицательные отклонения:and separately negative deviations:

Figure 00000005
Figure 00000005

где k+l=n;where k + l = n;

после этих вычислений находят показатель аномальной асимметрии информационной ячейки по формуле:after these calculations, the indicator of the abnormal asymmetry of the information cell is found by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

все положительные значения А+ считаются выделенным информативным признаком рака молочной железы;all positive A + values are considered a highlighted informative sign of breast cancer;

далее с помощью известной технологии работы с информационным окном получают новый информационный образ в виде матрицы чисел, отражающих распределение плотности выделенного признака, анализируют полученный новый информационный образ с точки зрения выявления рельефа исследуемых аномалий, соответствующих очагам раковой опухоли, на маммограмме, при необходимости, повторяют выявление распределения плотности через прежний или новый размер информационного окна до получения рельефа исследуемых аномалий необходимого масштаба.then, using the well-known technology for working with the information window, a new information image is obtained in the form of a matrix of numbers reflecting the density distribution of the selected sign, the resulting new information image is analyzed from the point of view of revealing the relief of the studied anomalies corresponding to the foci of the cancerous tumor, on the mammogram, if necessary, the identification is repeated density distribution through the old or new size of the information window to obtain the relief of the studied anomalies of the required scale.

При этом новый информационный образ в виде матрицы чисел, отражающих распределение плотности выделенного признака, представляют в цвете, соответственно знаку и величине плотности.At the same time, a new information image in the form of a matrix of numbers reflecting the density distribution of the selected attribute is represented in color, according to the sign and density value.

Такой способ позволяет, по маммограмме через n-клеточный шаблон организовать нормированные выделенные пространства на размахе двумерного сигнала, просмотреть в них на интервале наблюдения проявление сигнала в числовой форме путем сравнения отклонения в положительную и отрицательную области нормированных числовых значений сигнала в клетках от половины размаха в ячейке и представить сигнал на интервале наблюдения в виде информационных ячеек с определенным значением асимметрии каждой ячейки, отражающих наличие аномалий и составляющих информационный образ молочной железы. Информация об аномальной асимметрии позволяет выявлять раковые очаги в виде рельефа по относительной удельной плотности специфичного информативного признака в информационном образе аномалий на маммограмме.This method allows, according to the mammogram, to organize the normalized allocated spaces on the span of the two-dimensional signal through the n-cell template, to look at them in the observation interval in numerical form by comparing the deviations in the positive and negative regions of the normalized numerical values of the signal in the cells from half the span in the cell and present the signal on the observation interval in the form of information cells with a certain asymmetry value of each cell, reflecting the presence of anomalies and constituting image information of the breast. Information on abnormal asymmetry allows detecting cancer foci in the form of a relief by the relative specific gravity of a specific informative sign in the information image of anomalies in the mammogram.

Поставленная задача также решается способом, предназначенным для выявления по маммограмме более четких границ раковой опухоли, отличающийся тем, что в предлагаемом способе, описанном выше, доводят вычисления до получения суммы положительных отклонений S+, которые рассматривают в качестве выделенного признака рака молочной железы, далее проводят все описанные операции до получения нового информационного образа в виде матрицы чисел, отражающих распределение плотности выделенного признака S+, имеющего форму рельефа аномалий, соответствующих очагам раковой опухоли на маммограмме; полученный рельеф аномалий служит для совместного с рельефом, полученные выше, анализа особенностей проявления рака молочной железы.The problem is also solved by a method designed to identify a clearer border of a cancer tumor by a mammogram, characterized in that in the proposed method described above, the calculations are adjusted to the sum of the positive S + deviations, which are considered as an isolated sign of breast cancer, then all the described operations to obtain a new information image in the form of a matrix of numbers reflecting the density distribution of the selected feature S +, having the shape of the anomaly relief, corresponds to those foci of a cancer tumor on a mammogram; The obtained relief of anomalies serves to analyze, together with the relief obtained above, the features of the manifestation of breast cancer.

При этом новый информационный образ в виде матрицы чисел, отражающих распределение плотности выделенного признака, представляют в цветах серой шкалы соответственно величине плотности.At the same time, a new information image in the form of a matrix of numbers reflecting the density distribution of the selected attribute is represented in gray scale colors according to the density value.

Авторы пытались использовать этот способ для выявления очагов злокачественного роста по маммограмме. Однако получили неудовлетворительный результат. Существенным недостатком в полезной модели является использование только одного информационного признака - показателя аномальной асимметрии.The authors tried to use this method to identify foci of malignant growth by mammogram. However, they received an unsatisfactory result. A significant drawback in the utility model is the use of only one information feature - an indicator of anomalous asymmetry.

Исследователи R. Lukac, В. Smolka, K.N. Plataniotis в своей работе [2] предлагали новую схему фильтрации для обнаружения и удаления импульсного шума на цифровых цветных изображениях. Поскольку цветные изображения в корне отличаются от рентгеновских снимков, то напрямую такой фильтр нельзя применить к оцифрованному маммографическому изображению, так как он обладает индивидуальными характеристиками из-за подбора напряжения и силы тока на маммографе, вследствие чего кроме импульсного шума добавляются еще и помехи с маммографического аппарата.Researchers R. Lukac, B. Smolka, K.N. Plataniotis in their work [2] proposed a new filtering scheme for the detection and removal of impulse noise in digital color images. Since color images are fundamentally different from x-ray images, such a filter cannot be directly applied to a digitized mammography image, since it has individual characteristics due to the selection of voltage and current on the mammograph, as a result of which, in addition to pulsed noise, interference from the mammography apparatus is added .

Исследователи S. Saheb Basha, Dr. K. Satya Prasad в своей работе [3] для детектирования области рака молочной железы использовали морфологические операторы эрозии и дилатации, открытия и закрытия:Researchers S. Saheb Basha, Dr. K. Satya Prasad in his work [3] used the morphological operators of erosion and dilatation, opening and closing to detect the area of breast cancer:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Применение лишь текстурной сегментации к необработанному маммографическому снимку не дает желаемого результата выделения области РМЖ, особенно на ранней стадии, когда опухоль имеет размеры до 1 см.Applying only texture segmentation to an untreated mammographic image does not give the desired result of isolating the breast cancer region, especially at an early stage when the tumor is up to 1 cm in size.

Предлагаемая полезная модель основана на диагностировании области новообразования типа «Рак молочной железы» (РМЖ) в соответствие с Международным классификатором болезни на основе текстурной карты маммографического снимка. Полных аналогов предлагаемой модели нет. Поэтому наибольший интерес представляет создание таких диагностических устройств - помощников врачу при диагностике РМЖ.The proposed utility model is based on the diagnosis of the neoplasm of the type of "Breast Cancer" (BC) in accordance with the International Classifier of Disease based on the texture map of the mammogram. There are no complete analogues of the proposed model. Therefore, the most interesting is the creation of such diagnostic devices - assistants to the doctor in the diagnosis of breast cancer.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по своей технической сущности является «Способ получения информационного образа рака молочной железы по маммограммам» [1]. Предлагаемое устройство позволяет наиболее точно выделить области РМЖ на маммограммах на ранней стадии (диаметр опухоли от 7 мм) за счет предварительной обработки оцифрованного маммографического снимка.Closest to the proposed device in its technical essence is the "Method of obtaining an informational image of breast cancer by mammograms" [1]. The proposed device allows you to most accurately identify areas of breast cancer on mammograms at an early stage (tumor diameter from 7 mm) due to the preliminary processing of the digitized mammographic image.

Технической задачей настоящего устройства является определение областей на маммограмме, содержащих РМЖ.The technical task of this device is to identify areas on the mammogram containing breast cancer.

В устройстве реализуются следующие этапы вычислений:The device implements the following calculation steps:

1. Аналоговая маммограмма оцифровывается с помощью сканера, имеющего следующие характеристики: разрешение 6400×9600 dpi, оптическая плотность 4D. Оцифрованная маммограмма l(x, y) имеет размер m*n пикселей. Градации яркостей точек распределены в диапазоне [0, 255].1. An analog mammogram is digitized using a scanner having the following characteristics: resolution 6400 × 9600 dpi, optical density 4D. The digitized mammogram l (x, y) has a size of m * n pixels. The brightness of the points is distributed in the range [0, 255].

2. Поскольку, как говорилось выше, для каждой молочной железы, а также для различной маммографической пленки и защитных экранов, лаборантом выполняется подбор напряжения и силы тока на маммографе, от этих характеристик зависит результат отображения маммограммы (она может быть сильно темной, слабоконтрастной), переделывание снимков создает дополнительное облучение пациенток, что крайне нежелательно.2. Since, as mentioned above, for each mammary gland, as well as for a different mammographic film and protective screens, the laboratory assistant selects the voltage and current strength on the mammograph, the result of the mammogram display depends on these characteristics (it can be very dark, low-contrast), remaking images creates additional exposure for patients, which is extremely undesirable.

Авторами был разработан алгоритм гистограммных преобразований маммограммы, который нормализует яркость и контраст снимка, а также дает возможно выделения РМЖ на фоне мастопатии:The authors developed an algorithm for histogram transformations of the mammogram, which normalizes the brightness and contrast of the image, and also makes it possible to isolate breast cancer against the background of mastopathy:

Figure 00000011
Figure 00000011

где g(x, y) - выходное изображение, gmax - максимальное значение яркости выходного изображения, gmin - минимальное значение яркости выходного изображения,where g (x, y) is the output image, g max is the maximum brightness value of the output image, g min is the minimum brightness value of the output image,

К=1,5 - коэффициент (1<=К=>2)K = 1.5 - coefficient (1 <= K => 2)

l(x, y) - текущее значение яркости исходного снимка,l (x, y) - the current brightness value of the original image,

lmax, lmin, lср - максимальное, минимальное и среднее значения исходной маммограммы соответственно,l max , l min , l cf - maximum, minimum and average values of the initial mammogram, respectively,

Figure 00000012
Figure 00000012

где i - значение градации яркости точки выходного снимка (i=0..255),where i is the value of the brightness gradation of the point of the output image (i = 0..255),

j - значение градации яркости точки исходного снимка (j=0..255, j<=i,),j is the value of the brightness gradation of the point of the original image (j = 0..255, j <= i,),

v[j] - значение элемента гистограммы исходного снимка при яркости j (v[j]∈V),v [j] is the value of the histogram element of the original image with brightness j (v [j] ∈V),

Т - область изменения элементов гистограммы выходного изображения g (x, y),T is the region of variation of the elements of the histogram of the output image g (x, y),

t[i] - значение элемента гистограммы выходного изображения при яркости i (t[i]∈T),t [i] is the value of the histogram element of the output image at brightness i (t [i] ∈T),

t[0]=t[l(x, y)=0] - значение элемента гистограммы обработанного изображения при яркости точки, равной 0,t [0] = t [l (x, y) = 0] is the value of the histogram element of the processed image at a point brightness of 0,

m*n - размер изображения.m * n - image size.

3. Блок фильтрации изображения.3. Image filtering unit.

Обычно преобразование гистограммы вызывает некоторое дополнительное зашумление изображения, поэтому изображение g(x, y) подвергается фильтрации с помощью сигма-фильтра маской 3*3. За основу был взять алгоритм авторов R. Lukac, В. Smolka, K.N. Plataniotis из [2].Usually, histogram transformation causes some additional image noise, so the image g (x, y) is filtered using a 3 * 3 sigma filter. The algorithm of the authors R. Lukac, V. Smolka, K.N. was taken as a basis Plataniotis from [2].

Figure 00000013
Figure 00000013

где d(x, y) - выходное изображение, S - оператор сигма - фильтрации.where d (x, y) is the output image, S is the sigma filtering operator.

4. Блок выделения области РМЖ осуществляет текстурную сегментацию.4. The block selection area of breast cancer carries out texture segmentation.

За основу текстурной сегментации был взят алгоритм авторов S. Saheb Basha, Dr. K. Satya из [3].The texture segmentation was based on the algorithm of the authors S. Saheb Basha, Dr. K. Satya from [3].

Figure 00000014
Figure 00000014

где е(x, y) - выходное изображение, С - оператор текстурной сегментации.where e (x, y) is the output image, C is the texture segmentation operator.

5. Блок выделения контуров на изображении осуществляет локализацию нужной области с четкими границами.5. The block for selecting contours in the image localizes the desired area with clear boundaries.

Прежде чем выделить контура на изображении, текстурная карта снимка подвергается бинаризации. Алгоритм бинаризации выглядит следующим образом:Before highlighting the contour in the image, the texture map of the image is binarized. The binarization algorithm is as follows:

Figure 00000015
Figure 00000015

где b(x, y) - выходное изображение,where b (x, y) is the output image,

е(x, y) - текстурная карта снимка,e (x, y) - texture map of the image,

Figure 00000016
Figure 00000016

где i - значение градации яркости точки выходного снимка (i=0..255),where i is the value of the brightness gradation of the point of the output image (i = 0..255),

j - значение градации яркости точки исходного снимка (j=0..255, j<=i,),j is the value of the brightness gradation of the point of the original image (j = 0..255, j <= i,),

z[j] - значение элемента гистограммы исходного снимка при яркости j (z[j]∈Z),z [j] is the value of the histogram element of the original image with brightness j (z [j] ∈Z),

u[i] - значение элемента гистограммы выходного изображения при яркости i (u[i]∈U),u [i] is the value of the histogram element of the output image at brightness i (u [i] ∈U),

u[0]=u[e(x, y)=0] - значение элемента гистограммы обработанного изображения при яркости точки, равной 0,u [0] = u [e (x, y) = 0] - the value of the histogram element of the processed image with a point brightness of 0,

w - коэффициент, от которого зависит отображение различных типов тканей (если w=0,01, то на снимке остаются только области грудной мышцы и РМЖ) (0<w<=10)w is the coefficient on which the mapping of various types of tissues depends (if w = 0.01, then only the areas of the pectoral muscle and breast cancer remain in the picture) (0 <w <= 10)

m*n - размер изображения.m * n - image size.

6. Выделение контуров осуществляется с помощью оператора Собела.6. The selection of circuits is carried out using the Sobel operator.

Figure 00000017
Figure 00000017

где r(x, y) - выходное изображение, L - оператор выделения контуров.where r (x, y) is the output image, L is the contouring operator.

Оператор Собела представляет собой наложение двух масок 3*3 на каждую точку изображения. Эти маски выявляют границы объектов, расположенные вертикально и горизонтально на изображении.The Sobel operator is an overlay of two 3 * 3 masks at each point in the image. These masks reveal the boundaries of objects located vertically and horizontally in the image.

7. Блок определения характеристик осуществляет вычисление:7. Block characterization performs the calculation of:

- площади области РМЖ Sk (число точек области);- area of breast cancer region S k (the number of points in the region);

- периметра области Р - приближенно равен количеству точек контура области;- the perimeter of the region P - approximately equal to the number of points in the contour of the region;

- коэффициента формы:

Figure 00000018
- form factor:
Figure 00000018

На чертеже представлена структурная схема устройствам диагностики областей новообразования типа «Рак молочной железы» на маммограммах. Устройство состоит из: блока получения цифрового представления маммограммы (блок оцифровки маммограммы) - блок 1; блока предварительной обработки входных данных - блок 2; блока выделения области новообразования - блок 3; блок выделения контура новообразования - блок 4; буфера типа LIFO (принцип технической обработки данных по принципу кто приходит последним, тот обслуживается первым) - блок 5; блок вычисления площади и координат центра новообразования - блок 6; блок вычисления периметра и коэффициента формы новообразования - блок 7; буфер типа FIFO, получающий координаты контура объекта - блок 8; блок вычисления текстурных характеристик новообразования - блок 9, блока формирования области новообразования «Рак молочной железы» - блок 10 и управляющего устройства - блок 11.The drawing shows a structural diagram of a device for diagnosing areas of neoplasms of the type "Breast Cancer" on mammograms. The device consists of: a unit for obtaining a digital representation of a mammogram (block for digitizing a mammogram) - block 1; input preprocessing unit - block 2; block allocation of the neoplasm - block 3; neoplasm contour highlighting unit - block 4; LIFO type buffers (the principle of technical data processing on the principle of who comes last is served first) - block 5; block for calculating the area and coordinates of the neoplasm center - block 6; unit for calculating the perimeter and shape factor of the neoplasm - block 7; a buffer of the FIFO type, receiving the coordinates of the contour of the object - block 8; a unit for calculating the texture characteristics of the neoplasm — block 9, a block for forming the neoplasm region “Breast Cancer” —block 10 and a control device — block 11.

Устройство работает следующим образом: с помощью блока оцифровки получают цифровое представление аналогового маммографического снимка (блок 1). Оно передается в блок предварительной обработки (блок 2). В нем над полученным изображением выполняется операция контрастирования и шумоподавления для улучшения качества маммограммы, а также для выделения среди тканей молочной железы новообразований малого размера путем увеличения контраста и яркости данных областей. Если обрабатывается маммограмма высокого качества, тогда выполнение блока 2 необязательно, сразу можно выполнять блок 3 - текстурная сегментация - выполнение данного блока позволяет сгруппировать схожие области на маммограмме: новообразования, грудная мышцы, фон, жировая ткань, где новообразования будут отнесены к первому классу, который в дальнейшем и рассматривается как основной, затем выполняется бинаризация текстурной карты маммографического снимка с коэффициентом w, с помощью которой черным цветом выделяются области новообразований, белым цветом - остальная часть снимка. После бинаризации выполняется выделение контуров найденных новообразований, которые выделяются на исходном снимке - блок 4. Количество точек N, принадлежащих контуру объекта определяет размер буфера LIFO (блок 5), в который записываются их координаты. Из данного буфера они поступают на вход блока вычисления площади и координат центра новообразования (блок 6). Данные параметры передаются на вход блока определения периметра и коэффициента формы новообразования (блок 7). В буфер FIFO (блок 8) записываются значения яркостей точек выделенного новообразования (из исходной оцифрованной маммограммы). С выхода буфера значения яркостей поступают в блок вычисления текстурных характеристик, формирующие значения вектора-признаков (блок 9). После вычисления характеристик найденной области новообразования, значения яркостей точек найденного новообразования (входящие в замкнутую область контура новообразования) копируются в массив (блок 10). Вычисление геометрических характеристик, таких как периметр, площадь и коэффициент формы позволяет проследить динамику роста опухоли. Вычисление текстурных характеристик (18 текстурных признаков) позволяет в дальнейшем классифицировать выделенные области при использовании алгоритмов распознавания. Управляющее устройство определяет операции предварительной обработки, текстурной сегментации и бинаризации, а также значения требуемых характеристик выделенного новообразования.The device operates as follows: with the help of the digitizing unit, a digital representation of the analog mammogram picture is obtained (block 1). It is transmitted to the pre-processing unit (block 2). In it, the operation of contrasting and noise reduction is performed on the obtained image to improve the quality of the mammogram, as well as to isolate small tumors among the breast tissue by increasing the contrast and brightness of these areas. If a high quality mammogram is processed, then block 2 is optional, block 3 can immediately be performed - texture segmentation - this block allows you to group similar areas on the mammogram: neoplasms, pectoral muscles, background, adipose tissue, where the neoplasms will be assigned to the first class, which hereinafter, it is considered as the main one, then binarization of the texture map of the mammographic image with the coefficient w is performed, with the help of which the neoplasms are highlighted in black white, the rest of the picture. After binarization, the outlines of the found neoplasms are selected, which are highlighted in the original image — block 4. The number of points N belonging to the object’s contour determines the size of the LIFO buffer (block 5), in which their coordinates are written. From this buffer, they enter the input of the block for calculating the area and coordinates of the neoplasm center (block 6). These parameters are transmitted to the input of the perimeter determination unit and the neoplasm shape coefficient (block 7). The FIFO buffer (block 8) records the brightness values of the points of the selected neoplasm (from the original digitized mammogram). From the output of the buffer, the brightness values are sent to the texture characteristics calculation unit, which form the values of the feature vector (block 9). After calculating the characteristics of the found neoplasm region, the brightness values of the points of the found neoplasm (included in the closed region of the neoplasm contour) are copied to the array (block 10). Calculation of geometric characteristics such as the perimeter, area and shape factor allows you to track the dynamics of tumor growth. Calculation of texture characteristics (18 texture features) allows us to further classify selected areas using recognition algorithms. The control device determines the operations of pre-processing, texture segmentation and binarization, as well as the values of the required characteristics of the selected neoplasm.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Российской Федерации на изобретение №2235361 Способ получения информационного образа рака молочной железы по маммограммам. 20.11.20021. Patent of the Russian Federation for invention No. 2235361 A method for obtaining an information image of breast cancer by mammograms. 11/20/2002

2. R. Lukac, B. Smolka, K.N. Plataniotis et al. Generalized adaptive vector sigma filers, International Conference on Multimedia Computing and Systems/International Conference on Multimedia and Expo - ICME (ICMCS), vol.1, 2003, pp.537-5402. R. Lukac, B. Smolka, K.N. Plataniotis et al. Generalized adaptive vector sigma filers, International Conference on Multimedia Computing and Systems / International Conference on Multimedia and Expo - ICME (ICMCS), vol. 1, 2003, pp.537-540

3. S. Saheb Basha, Dr. K. Satya Prasad Automatic Detection of Breast Cancer Mass in Mammograms Using Morphological Operators and Fuzzy C-Means Clustering, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, Vol.5 No 6, June 2009, pp.704-7093. S. Saheb Basha, Dr. K. Satya Prasad Automatic Detection of Breast Cancer Mass in Mammograms Using Morphological Operators and Fuzzy C-Means Clustering, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, Vol.5 No 6, June 2009, pp.704-709

Claims (1)

Устройство диагностики области новообразования типа «Рак молочной железы» на маммографических снимках, содержащее: блок оцифровки, получающий цифровое представление аналогового маммографического снимка и передающий его на вход блока предварительной обработки; блок предварительной обработки, выполняющий операции контрастирования и шумоподавления; блок выделения области новообразования, выполняющий операции текстурной сегментации и последующей бинаризации; блок выделения контуров и определения координат его точек; буфер типа LIFO, хранящий координаты точек контура новообразования, полученные из блока выделения контуров, и передающий их на вход блока вычисления площади и координат точек центра найденного новообразования, а затем на вход блока определения периметра и коэффициента формы новообразования; буфер типа FIFO, получающий значения яркостей точек выделенного новообразования; блок вычисления текстурных характеристик новообразования, вычисляющий значения текстурных признаков найденной области; блок формирования области новообразования «Рак молочной железы», копирующий массив яркостей точек области найденного новообразования; управляющее устройство, определяющее параметры операций предварительной обработки, текстурной сегментации и бинаризации, а также требуемых характеристик выделенного новообразования.
Figure 00000001
A device for diagnosing a neoplasm area of the type "Breast Cancer" in mammography images, comprising: a digitizing unit that receives a digital representation of an analog mammography image and transmits it to the input of the preprocessing unit; a preprocessing unit performing contrast and noise reduction operations; a neoplasm region allocation unit performing texture segmentation and subsequent binarization operations; block for selecting contours and determining the coordinates of its points; a buffer of the LIFO type, which stores the coordinates of the points of the neoplasm contour obtained from the block for selecting the contours, and transfers them to the input of the block for calculating the area and coordinates of the points of the center of the found neoplasm, and then to the input of the block for determining the perimeter and shape factor of the neoplasm; a buffer of the FIFO type, which receives the brightness values of the points of the selected neoplasm; a unit for calculating the texture characteristics of the neoplasm that calculates the values of the texture features of the found area; the unit for the formation of the neoplasm of the area "Breast Cancer", copying an array of brightness points of the area of the found neoplasm; a control device that determines the parameters of the pre-processing operations, texture segmentation and binarization, as well as the required characteristics of the selected neoplasm.
Figure 00000001
RU2013107636/08U 2013-02-20 2013-02-20 BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES RU136612U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107636/08U RU136612U1 (en) 2013-02-20 2013-02-20 BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107636/08U RU136612U1 (en) 2013-02-20 2013-02-20 BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU136612U1 true RU136612U1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49885859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013107636/08U RU136612U1 (en) 2013-02-20 2013-02-20 BREAST CANCER TYPE "BREAST CANCER" TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU136612U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116965843A (en) * 2023-09-19 2023-10-31 南方医科大学南方医院 Mammary gland stereotactic system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116965843A (en) * 2023-09-19 2023-10-31 南方医科大学南方医院 Mammary gland stereotactic system
CN116965843B (en) * 2023-09-19 2023-12-01 南方医科大学南方医院 Mammary gland stereotactic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0502027B1 (en) Computer-based method for assisting an investigation of a human breast for a malignancy
JP4634418B2 (en) Automated method and apparatus for detecting masses and parenchymal tissue deformation in medical images using a computer
George et al. Automated cell nuclei segmentation for breast fine needle aspiration cytology
Hazra et al. Brain tumor detection based on segmentation using MATLAB
US8086002B2 (en) Algorithms for selecting mass density candidates from digital mammograms
US6738500B2 (en) Method and system for detecting small structures in images
Senthilkumar et al. A novel region growing segmentation algorithm for the detection of breast cancer
CN108378869B (en) Image processing method and processing system for automatically measuring head circumference length of fetus from ultrasonic image
Sahni et al. Breast cancer detection using image processing techniques
Lakshmi et al. Tooth decay prediction and classification from X-ray images using deep CNN
Shareef Breast cancer detection based on watershed transformation
JP4383352B2 (en) Histological evaluation of nuclear polymorphism
Sheba et al. Objective quality assessment of image enhancement methods in digital mammography–a comparative study
Soni et al. CT scan based brain tumor recognition and extraction using Prewitt and morphological dilation
Anandgaonkar et al. Brain tumor detection and identification from T1 post contrast MR images using cluster based segmentation
RU136612U1 (en) BREAST CANCER TYPE &#34;BREAST CANCER&#34; TYPE DIAGNOSTICS DEVICE ON MAMMOGRAPHIC PICTURES
Parvaze et al. Extraction of multiple cellular objects in HEp-2 images using LS segmentation
RU137139U1 (en) DIAGNOSTIC DEVICE FOR A NEWLY FORMING AREA TYPE &#34;BREAST CELL&#34; ON MAMMOGRAMS
Mata et al. Mammogram image segmentation by watershed algorithm and classification through k-NN classifier
Prakash Medical image processing methodology for liver tumour diagnosis
Kalasappanavar et al. Brain tumour identification in MRI by applying pixel based segmentation method
Sami et al. A computer-aided distinction method of borderline grades of oral cancer
Alazab et al. Towards automatic image segmentation using optimised region growing technique
Hossain et al. Brain Tumor Location Identification and Patient Observation from MRI Images
Sridhar et al. Automatic detection of micro calcifications in a small field digital mammography using morphological adaptive bilateral filter and radon transform based methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140221