Αναπτυξη Υπολογιστικου Συστηματος Υποστηριξης Διαγνωσης Εστιακων Βλαβων Ηπατος Απο Εικονες Αξονικης Τομογραφιας Με Χρηση Χαρακτηριστικων Υφης Και Τεχνικων Πολλαπλης Ταξινομησης

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη υπολογιστικού συστήματος υποστήριξης διάγνωσης ηπατικών βλαβών από εικόνες Αξονικής Τομογραφίας με χρήση χαρακτηριστικών υφής και τεχνικών πολλαπλής ταξινόμησης.Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από συμβατικό Αξονικό Τομογράφο (ΑΤ) με ανάλυση 512x512 εικονοστοιχείων, στις οποίες έμπειρος ακτινοδιαγνώστης είχε σχεδιάσει περιοχές ενδιαφέροντος που αντιστοιχούν σε: υγιές παρέγχυμα, κύστη, αιμαγγείωμα και ηπατοκυτταρικό καρκίνο (ΗΚΚ). Οι περιοχές αυτές, οι οποίες είναι συνολικά 147 σε αριθμό, αποτέλεσαν την είσοδο του υποστηρικτικού συστήματος διάγνωσης εστιακών ηπατικών βλαβών. Αναπτύχθηκαν δύο αρχιτεκτονικές συστημάτων υποστήριξης διάγνωσης (ΣΥΔ) ηπατικών βλαβών. Στο πρώτο σύστημα (ΣΥΔ1) υπολογίζονται για κάθε περιοχή ενδιαφέροντος πέντε διαφορετικές ομάδες χαρακτηριστικών υφής, οι οποίες αντιστοιχούν στα στατιστικά χαρακτηριστικά 1ης και 2ης Τάξης, τα χαρακτηριστικά του πίνακα διαφορών επιπέδου γκρι, τα χαρακτηριστικά υφής του Law και τα χαρακτηριστικά υφής κλασματικής διάστασης. Οι πέντε ομάδες χαρακτηριστικών υφής εισάγονται σε ισάριθμους ταξινομητές πολυεπίπεδου Νευρωνικού Δικτύου (ΝΔ) Πρόσθιας Τροφοδότησης. Το τελικό αποτέλεσμα ταξινόμησης εξάγεται με βάση κατάλληλο σχήμα ψηφοφορίας, το οποίο είναι πλειοψηφίας ή μέσου όρου με βάρη. Στο δεύτερο σύστημα, ΣΥΔ2, το σύνολο των χαρακτηριστικών υφής που αποτελείται από τις πέντε ομάδες χαρακτηριστικών που προαναφέρθηκαν εισάγεται σε πέντε διαφορετικούς ταξινομητές και συγκεκριμένα σε: ένα πολυεπίπεδο ΝΔ πρόσθιας τροφοδότησης, ένα Πιθανοτικό ΝΔ ακτινικής βάσης, ένα ταξινομητή κοντινότερου γείτονα και δύο ταξινομητές k-κοντινότερων γειτόνων. To τελικό αποτέλεσμα εξάγεται και πάλι με βάση κατάλληλο σχήμα ψηφοφορίας. Τα δύο συστήματα, ΣΥΔ1 και ΣΥΔ2, υλοποιήθηκαν και με χρήση βαθμίδας επιλογής χαρακτηριστικών, η οποία βασίστηκε στη χρήση Γενετικών Αλγορίθμων. Η μέγιστη απόδοση και των δύο συστημάτων, ως ποσοστό ορθής ταξινόμησης των ηπατικών περιοχών ενδιαφέροντος του σύνολο γενίκευσης, είναι ίση με 90.63%.