1
SEGMENTASI NODUL PADA CITRA
COMPUTED TOMOGRAPHY PARU-PARU
MENGGUNAKAN MAX-TREE DAN
ATTRIBUTE FILTERS
Ananda (2209 206 804)
Program Magister
Bidang Keahlian Telematika
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 2012
Presentasi Sidang Tesis
2
Agenda Presentasi
Pendahuluan
Kajian Pustaka
Dasar Teori
Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Acknowledgments
Lung Cancer Related
Facts and Figures
4
Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/mortality/
0
100
200
300
400
500
600
0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000 0-
4 5-
9 10
-14
15-1
9 20
-24
25-2
9 30
-34
35-3
9 40
-44
45-4
9 50
-54
55-5
9 60
-64
65-6
9 70
-74
75-7
9 80
-84
85+
Rate
per
100,0
00 p
op
ula
tio
n
Nu
mb
er
of
dea
ths
Age at death
Male deaths Female deaths Male rates Female rates
Number of deaths and age-specific mortality rates, lung
cancer, by sex, UK, 2008
Lung Cancer Related
Facts and Figures
5
Stages of the worldwide tobacco epidemic
Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/smoking/
Lung Cancer Related
Facts and Figures
6
0 0
3
5
10
4
0 0
4
8
14
6
0 0
3
6
12
5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
11 12 13 14 15 11-15
% s
mo
kin
g
Age
Percentage of children smoking regularly by age, England, 2010
Boys Girls Children
Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/smoking/
Existing Medical Treatments
• Lung Biopsy (seperti Bronchoscopy, Mediastinoscopy)
7
Sumber : National Cancer Institute
Sumber : http://www.raneyzusman.com/lung-surgery/lung-biopsy.html
Existing Medical Treatments
8
Sumber : http://www.touchrespiratory.com/articles/idiopathic-pulmonary-fibrosis-recent-advances
Masalah selesai ???
• Data
10
Original CT Lung Image (DICOM file)
Dengan konversi dan pemrosesan citra
Problems (cont..)
• Nodules in the lung are patches scattered throughout the area of lung with random position, diverse forms and sizes that are not defined
11
Rumusan Masalah (cont..)
• Proses perbaikan dan segmentasi otomatis oleh komputer perlu dilakukan.
• Bagaimana Proses perbaikan dan segmentasi dengan menggunakan metode MaxTree dan Attribute Filters dapat menghasilkan objek nodule tampak dibanding dengan bagian lain pada Citra CT Scan Paru paru.
• Attribute filters yang akan dijadikan parameter adalah intensitas dan ukuran dari nodule
12
Tujuan dan Manfaat Penelitian
• Menerapkan proses segmentasi nodule paru paru pada citra CT Scan dengan menggunakan metode Max Tree dan Attribute Filters
• Diharapkan memberi alternatif dalam bidang segmentasi citra medis
13
Kontribusi dan Originalitas
• Pengembangan masih sangat luas terutama metode attribute filters connected component
• Kontribusi sebagai metode alternatif dalam bidang segmentasi citra CT Scan Paru paru.
• Segmentasi untuk kasus Nodule pada CT Scan Paru paru sepanjang penelusuran belum ada yang mempublikasikan di jurnal ilmiah.
14
16
Penelitian-Penelitian Terkait
• Yang Yu, Hong Zhao. (2006), “a Texture-based Morphologic Enhacenment Filter in Two-dimensional Thoracic CT scans”, Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Networking, Sensing, and Control – texture-based morphological filters
Penelitian-Penelitian Terkait
• Dehmeshki,J., Amin,H., Valdivieso,M., dan Xujiong Ye. (2008), ”Segmentation of Pulmonary Nodules in Thoracic CT Scans : A Region Growing Approach”, IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol.27, No.4 – Segmentasi dengan algoritma region growth dengan
teknik fuzzy connecting map.
17
Original
Hasil
Penelitian-Penelitian Terkait
• Fan Li-nan, Li Dao-jing, Sun Shen-shen, dan Chang Chao-hai. (2010) , “Applied research on the automatic detection of lung nodules ROI based on Top-hat and Gabor Filter”, Third International Symposium on
Information Processing (ISIP) – Menggunakan operasi morfologi TopHat dan Filter
Gabor untuk ektraksi nodule paru paru citra CT Scan.
18
Asli TopHat Gabor Hasil Gabor+Tophat +experd
21
Max Tree dan Attribute Filters
• Max-Tree merupakan sebuah tree/pohon yang terbentuk dari node node yang direpsentasikan sebagai sehimpunan zona datar
• Tree merupakan sekumpulan piksel dengan intensitas rendah dan Leaf merupakan sekumpulan piksel dengan intensitas tertinggi dalam citra
• Pertama kali diperkenalkan oleh Salembier, P., Garrido, L. (1998) dalam paper berjudul “Anti-extensive connected operators fro image and sequence processing”
Node
• Use of data linkages between nodes as a tool to see
where nodules from CT images can be used.
22
node
node
node node
node
Blok Diagram Penelitian
26
Preprocessing ProsesPembangkitan Max-Tree
Proses Attribute Filtering
Citra CT Scan Paru-Paru masukan
Citra HasilValidasi MetodePerhitungan Akurasi
Materials
• Materi Citra dari Lung TIME – Kependekan dari
• The Lung Test Images from Motol Environtment – Disertai manual annotations dari radiologist – Bekerjasama dengan Czech Technical University di
Prague , Republik Ceko. – Penelitian ini menggunakan dataset Lung Time 2.
• Material perangkat lunak menggunakan SDC Morphology Toolbox for Matlab dari SDC Information Systems
27
Metode Validasi
28
TP
TN
FP
FN
FP
FN
Model Potongan Citra Referensi / Ground Truth
Model Potongan Citra Hasil Segmentasi
Citra Perpotongan Ground Truth dengan Citra
Segmentasi
piksel (x,y)
Hasil dan Pembahasan
• Publikasi : Bagian Penelitian ini telah dipublikasikan pada Proceedings of the 2011 International Conference
on Instrumentation, Communication, Information
Technology and Biomedical Engineering (ICICI-BME) di ITB Bandung , 8 s/d 9 November 2011.
• Penelitian dilakukan pada Dataset Lung TIME 2, sebanyak 93 data uji
• Data uji disesuaikan dengan jumlah anotasi yang disertakan oleh Radiologist data Lung TIME 2,
• Citra Ground Truth berasal dari data anotasi yang diberikan oleh Dataset.
30
Halangan-halangan Penelitian
• Pada beberapa kasus citra CT nodul berada pada tempat tempat yang sangat samar, seperti di batang trachea, batas rongga dada (thorax),selaput bronchus
34
Kesimpulan
• Penelitian ini dilakukan berdasarkan kepada metode yang dinamakan sebagai MaxTree dan Attribute Filters pada citra CT-Scan Paru-paru.
• Hasil segmentasi berhasil pada citra citra yang kondisi nodul berada pada bagian yang tidak terlalu dekat dengan lapisan rongga dada, bagian trachea dan bagian yang tersamar dengan organ organ seperti alveoli dan bronchus.
• Rata-rata akurasi yang didapatkan adalah sebesar 84.93 % dengan jumlah citra uji sebanyak 74 citra uji.
36
Kesimpulan (cont..)
• Penelitian ini merupakan pendekatan baru dalam kasus segmentasi citra CT-scan paru-paru.
• Perbandingan hasil citra dilakukan dengan menggunakan mencobakan metode contrast limited
adaptive histogram equalizations hanya menghasilkan rata-rata akurasi sebesar 37% , sehingga metode MaxTree dan Attribute Filters lebih baik dalam melakukan proses segmentasi CT paru-paru.
37
Saran / Future Works
• Masih sangat besar peluang untuk pengembangan lebih lanjut terutama metode Attribute Filters masih terus berkembang berbasiskan kepada keterhubungan antar node node pada citra yang terkait dengan aturan-aturan tertentu seperti pada Kanker Payudara, Kanker Kulit dan Citra Dental Panoramic.
• Penelitian terhadap kaitan antar irisan citra pada kasus nodule dapat menjadi kajian penelitian selanjutnya terutama untuk bidang visualisasi cerdas medis.
38
Acknowledgements
• Dosen dosen Kelas magister telematika , teknik elektronika ITS
• Tesis Advisor : Pak Ketut Eddy dan Pak Mauridhy • Rekan-rekan dan Dosen dosen di Telematics Lab- B 201
Teknik Elektro, ITS • Rekan rekan seperjuangan di Magister Telematika ITS
kelas Politeknik Caltex Riau. • Lung TIMES untuk dukungan citra CT scan Paru-Paru
(Dolejsi dkk, 2009).
40
Top Related