تعيين مرز توده در تصاوير سه بُعدي اولتراسوند خودكار (ABUS) با استفاده از يك مدل شكل پذير

Determining Mass Boundary in 3D Automated Breast Ultrasound Images Using a Deformable Model

مقدمه: تصويربرداري اولتراسوند خودكار سه ­بُعدي موسوم به ABUS يك روش تصويربرداري جديد است كه به عنوان يك روش غربالگري مكمل براي ماموگرافي، جهت تشخيص زود هنگام سرطان پستان مورد استفاده قرار مي ­گيرد. بخش ­بندي توده ها در اين تصاوير نقش بسيار مهمي ايفا مي­ كند، زيرا نتيجه حاصل از آن جهت تخمين حجم توده، مقايسه­ هاي زماني و تشخيص خوش ­خيمي و بدخيمي ضايعه بسيار مهم است. روش بررسي: در مقاله حاضر، از يك مدل هندسي موسوم به «تكامل مجموعه تراز تنظيم فاصله» جهت بخش ­بندي توده ­ها بهره گرفتيم. اين مدل در زمره مدل­ هاي هندسي مبتني بر لبه قرار مي ­گيرد كه آن را در سه ­بُعد پياده­ سازي و شرايط مرزي نيومن را اصلاح كرديم. سپس با تنظيم نيرويي به نام نيروي بالوني سعي كرديم منحني اوليه را تا حد امكان به مرزهاي توده نزديك كنيم. در مقاله حاضر، جهت ارزيابي كارايي سيستم پيشنهاد شده، آن را بر روي 50 توده آزمايش كرديم. در آزمايش هاي انجام شده براي ارزيابي روش پيشنهادي از معيار دايس استفاده كرديم. يافته­ ها: طي ارزيابي انجام شده به اين نتيجه رسيديم كه با استفاده از ضريب بالوني برابر 5/5- مي­ توانيم به ميانگين همپوشاني برابر 0/52 بر اساس معيار دايس دست يابيم. اين در حاليست كه مدل مشهور كانتور فعال جئودزيك (GAC) به ميانگين همپوشاني برابر 0/28 رسيده است كه نشان دهنده كارايي بيشتر روش پيشنهاد شده است. نتيجه­ گيري: نتيجه به دست آمده در اين مقاله بالاتر از همپوشاني 0/4 است كه به عنوان يك سطح قابل قبول براي بخشبندي توده­ها در تصاوير ABUS شناخته مي­ شود.

Introduction: 3D Automated Breast Ultrasound System (ABUS) is a new imaging modality which can be utilized for early diagnosis of breast cancer. Mass segmentation plays an important role in ABUS because the segmented region is used for mass volume estimation, temporal comparison and diagnosing the type of masses as benign or malignant. Methods: In this paper a geometric model called distance regularized level set evolution (DRLSE) has been applied for mass segmentation. This model is categorized into edge based deformable models. We implemented DRLSE in three dimensions and modified the Neumann boundary conditions as well. Afterwards, a force named balloon force was adjusted to approach the initial contour to the mass borders. Results: In the presented work Dice similarity measure has been used for evaluation of the proposed segmentation method. Based on the results, we concluded that using a balloon force of -5.5 we can achieve a Dice of 0.52. This result is calculated by comparing the output of the proposed computerized segmentation method and the manually segmented regions by an expert radiologist on a dataset with 50 masses. Conclusion: The resulted similarity is higher than 0.4 which is an acceptable level for segmentation of masses in ABUS.