Meme kanseri için şüpheli bölgelerin mamografi imgeleri üzerinde belirlenmesi ve meme kanser türünün sınıflandırılması
The identification of suspicious regions on mammography images for breast cancer and the classification of breast cancer type
Yazar: İDİL IŞIKLI ESENER
Danışman: DOÇ. DR. SEMİH ERGİN ; YRD. DOÇ. DR. TOLGA YÜKSEL
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Telekomünikasyon  - Sinyal İşleme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Tez çalışmasının ilk bölümünde, IRMA veritabanı kullanılarak meme kanseri teşhisi yapabilen bir CAD sistemi önerilmiştir. Çalışmada, LCP öznitelikleri, istatistiksel ve frekans-düzlemi öznitelikler ile birleştirilerek 108-boyutlu LCP-tabanlı öznitelik vektörleri elde edilmiştir. Kanser teşhisi, veritabanının yalnızca yağlı doku tipine sahip imgeleri üzerinde 3-sınıflı ve veritabanındaki tüm imgeler ele alınarak 12-sınıflı olarak gerçekleştirilmiştir. 12-sınıflı sınıflandırma çalışması için 1- , 2- ve 3-aşamalı sınıflandırma süreçleri önerilmiş ve bu veritabanı için 12-sınıflı, 3-aşamalı sınıflandırma sürecinin %93,52 doğruluk oranı ile en başarılı performansı sağladığı görülmüştür. İstatistiksel, frekans-düzlemi ve LCP öznitelik vektörleri literatürde kullanılmakta iken, bu üç vektörün birleştirilmesi ile elde edilen ve veriyi ayırt ediciliği daha yüksek olan 108-boyutlu LCP-tabanlı öznitelik vektörlerinin oluşturulması çalışmanın özgünlüğünü göstermektedir.

Tez çalışmasının ikinci bölümünde ise MIAS veritabanı kullanılarak meme doku tespiti, meme kanseri tespit ve teşhisi yapabilen bir CAD sistemi önerilmiştir. Çalışmada,  pektoral kas tespiti için, bölge büyütme ve doğru oturtma algoritmaları birlikte kullanılarak özgün bir yöntem geliştirilmiş ve %4,15 ortalama FPR, %3,28 ortalama FNR değerleri elde edilmiştir. Meme doku tipi tespiti için GLCM matrislerinden çıkartılan doku özniteliklerinin 1- ve 2-aşamalı sınıflandırma süreçleri sonucunda %82,48 doğruluk oranı elde edilmiştir. Chan-Vese aktif kontur modelleme yöntemi kullanılarak ROI tespiti gerçekleştirilmiş ve ROI'lerden 11-boyutlu mamografik öznitelikler çıkartılarak indekslenmiştir. İndekslenen özniteliklerin sınıflandırılması sonucunda %83,25 doğruluk oranı ile meme kanseri teşhisi başarılmıştır.

Abstract:
In the first part of the thesis study, a CAD system implementing breast cancer diagnosis using IRMA database is proposed. In the study, 108-dimensional LCP-based feature vectors are obtained by concatenating the LCP features with statistical and frequency-domain features. Cancer diagnosis is realized as 3-class classification using only the fatty tissue type of the database and 12-class classification by considering all images in the database. For the 12-class classification study, 1-, 2- and 3-stage classification processes are proposed and it is observed that 12-class, 3-stage classification process performs best with 93.52% accuracy rate for this database. Although the statistical, frequency-domain and LCP feature vectors are used in the literature, construction of higher discriminative 108-dimensional LCP-based feature vectors obtained by concatenating these three vectors shows the originality of this study.

In the second part of the thesis study, a CAD system implementing breast tissue type detection, breast cancer detection and diagnosis using MIAS database is proposed. In the study, an original method is developed for pectoral muscle detection by using region growing and line fitting algorithms together, and 4.15% mean FPR, 3.28% mean FNR values are obtained. 82.48% accuracy rate is obtained concluding by 1- and 2-stage classification of the tissue features extracted from the GLCM matrices for breast tissue type detection. ROI detection is performed by using Chan-Vese active contour modeling method, and 11-dimensional mammographic features of the ROIs are extracted and indexed. In consequence of classification of the indexed features, breast cancer diagnosis is achieved with 83.25% accuracy.