Comparison of methods for texture analysis of QUS parametric images in the characterization of breast lesions
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Accurate and timely diagnosis of breast carcinoma is very crucial because of its high incidence and high morbidity. Screening can improve overall prognosis by detecting the disease early. Biopsy remains as the gold standard for pathological confirmation of malignancy and tumour grading. The development of diagnostic imaging techniques as an alternative for the rapid and accurate characterization of breast masses is necessitated. Quantitative ultrasound (QUS) spectroscopy is a modality well suited for this purpose. This study was carried out to evaluate different texture analysis methods applied on QUS spectral parametric images for the characterization of breast lesions. METHODS: Parametric images of mid-band-fit (MBF), spectral-slope (SS), spectral-intercept (SI), average scatterer diameter (ASD), and average acoustic concentration (AAC) were determined using QUS spectroscopy from 193 patients with breast lesions. Texture methods were used to quantify heterogeneities of the parametric images. Three statistical-based approaches for texture analysis that include Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM), Gray Level Run-length Matrix (GRLM), and Gray Level Size Zone Matrix (GLSZM) methods were evaluated. QUS and texture-parameters were determined from both tumour core and a 5-mm tumour margin and were used in comparison to histopathological analysis in order to classify breast lesions as either benign or malignant. We developed a diagnostic model using different classification algorithms including linear discriminant analysis (LDA), k-nearest neighbours (KNN), support vector machine with radial basis function kernel (SVM-RBF), and an artificial neural network (ANN). Model performance was evaluated using leave-one-out cross-validation (LOOCV) and hold-out validation. RESULTS: Classifier performances ranged from 73% to 91% in terms of accuracy dependent on tumour margin inclusion and classifier methodology. Utilizing information from tumour core alone, the ANN achieved the best classification performance of 93% sensitivity, 88% specificity, 91% accuracy, 0.95 AUC using QUS parameters and their GLSZM texture features. CONCLUSIONS: A QUS-based framework and texture analysis methods enabled classification of breast lesions with >90% accuracy. The results suggest that optimizing method for extracting discriminative textural features from QUS spectral parametric images can improve classification performance. Evaluation of the proposed technique on a larger cohort of patients with proper validation technique demonstrated the robustness and generalization of the approach.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».