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Enregistrement W2069716978 · doi:10.1118/1.4736530

Estimation of breast percent density in raw and processed full field digital mammography images via adaptive fuzzy c‐means clustering and support vector machine segmentation

2012· article· en· W2069716978 sur OpenAlexfundno aff
Brad M. Keller, D. Nathan, Yan Wang, Yuanjie Zheng, James C. Gee, Emily F. Conant, Despina Kontos

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2012
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDigital Radiography and Breast Imaging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesUniversity of TorontoUniversity of PennsylvaniaNational Cancer InstituteNational Institutes of HealthAmerican Cancer SocietyU.S. Department of Defense
Mots-clésMammographyArtificial intelligenceComputer scienceDigital mammographyCluster analysisBreast cancerSupport vector machineThresholdingPattern recognition (psychology)SegmentationComputer visionMedicineCancerImage (mathematics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: The amount of fibroglandular tissue content in the breast as estimated mammographically, commonly referred to as breast percent density (PD%), is one of the most significant risk factors for developing breast cancer. Approaches to quantify breast density commonly focus on either semiautomated methods or visual assessment, both of which are highly subjective. Furthermore, most studies published to date investigating computer-aided assessment of breast PD% have been performed using digitized screen-film mammograms, while digital mammography is increasingly replacing screen-film mammography in breast cancer screening protocols. Digital mammography imaging generates two types of images for analysis, raw (i.e., "FOR PROCESSING") and vendor postprocessed (i.e., "FOR PRESENTATION"), of which postprocessed images are commonly used in clinical practice. Development of an algorithm which effectively estimates breast PD% in both raw and postprocessed digital mammography images would be beneficial in terms of direct clinical application and retrospective analysis. METHODS: This work proposes a new algorithm for fully automated quantification of breast PD% based on adaptive multiclass fuzzy c-means (FCM) clustering and support vector machine (SVM) classification, optimized for the imaging characteristics of both raw and processed digital mammography images as well as for individual patient and image characteristics. Our algorithm first delineates the breast region within the mammogram via an automated thresholding scheme to identify background air followed by a straight line Hough transform to extract the pectoral muscle region. The algorithm then applies adaptive FCM clustering based on an optimal number of clusters derived from image properties of the specific mammogram to subdivide the breast into regions of similar gray-level intensity. Finally, a SVM classifier is trained to identify which clusters within the breast tissue are likely fibroglandular, which are then aggregated into a final dense tissue segmentation that is used to compute breast PD%. Our method is validated on a group of 81 women for whom bilateral, mediolateral oblique, raw and processed screening digital mammograms were available, and agreement is assessed with both continuous and categorical density estimates made by a trained breast-imaging radiologist. RESULTS: Strong association between algorithm-estimated and radiologist-provided breast PD% was detected for both raw (r = 0.82, p < 0.001) and processed (r = 0.85, p < 0.001) digital mammograms on a per-breast basis. Stronger agreement was found when overall breast density was assessed on a per-woman basis for both raw (r = 0.85, p < 0.001) and processed (0.89, p < 0.001) mammograms. Strong agreement between categorical density estimates was also seen (weighted Cohen's κ ≥ 0.79). Repeated measures analysis of variance demonstrated no statistically significant differences between the PD% estimates (p > 0.1) due to either presentation of the image (raw vs processed) or method of PD% assessment (radiologist vs algorithm). CONCLUSIONS: The proposed fully automated algorithm was successful in estimating breast percent density from both raw and processed digital mammographic images. Accurate assessment of a woman's breast density is critical in order for the estimate to be incorporated into risk assessment models. These results show promise for the clinical application of the algorithm in quantifying breast density in a repeatable manner, both at time of imaging as well as in retrospective studies.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations215
Publié2012
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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