Presentasi Sidang Tesis
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 1
2
Agenda Presentasi
Pendahuluan Kajian Pustaka Dasar Teori Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Acknowledgments
3
4
Lung Cancer Related Facts and Figures Number of deaths and age-specific mortality rates, lung cancer, by sex, UK, 2008
Number of deaths
3,500
3,000 2,500
600
Male deaths
500
Female deaths Male rates
400
Female rates
2,000
300
1,500
200
1,000
100
0
0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85+
500
Age at death Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/mortality/
0
Rate per 100,000 population
4,000
Lung Cancer Related Facts and Figures Stages of the worldwide tobacco epidemic
Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/smoking/
5
6
Lung Cancer Related Facts and Figures
16
Percentage of children smoking regularly by age, England, 2010 14
14
Boys
Girls
Children
12
12
10
% smoking
10
8
8 6 4 2 0
3 0 0 0
0 0 0
11
12
4
6
5
6 4
3
13
14 Age
Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/smoking/
15
5
11-15
7
Existing Medical Treatments • Lung Biopsy (seperti Bronchoscopy, Mediastinoscopy)
Sumber : National Cancer Institute
Sumber : http://www.raneyzusman.com/lun g-surgery/lung-biopsy.html
8
Existing Medical Treatments
Sumber : http://www.touchrespiratory.com/article s/idiopathic-pulmonary-fibrosis-recentadvances
Treatment with minimal human interventions
Rontgen (X-ray)
CT-Scan
9
10
Masalah selesai ??? • Data
Original CT Lung Image (DICOM file)
Dengan konversi dan pemrosesan citra
11
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
12
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
13
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
14
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.
15
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
17
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. Original
Hasil
18
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.
Asli
TopHat
Gabor
Hasil Gabor+Tophat +experd
19
20
Paru-Paru
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”
22
Node • Use of data linkages between nodes as a tool to see where nodules from CT images can be used.
node node
node
node
node
23
Max Tree • Max Tree creation
24
• Tree Pruning and Image Reconstruction steps
25
26
Blok Diagram Penelitian
Citra CT Scan Paru-Paru masukan
Preprocessing
Proses Pembangkitan Max-Tree
Proses Attribute Filtering
Perhitungan Akurasi
Validasi Metode
Citra Hasil
27
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
28
Metode Validasi Model Potongan Citra Referensi / Ground Truth
Model Potongan Citra Hasil Segmentasi piksel (x,y)
Citra Perpotongan Ground Truth dengan Citra Segmentasi
TN FN
FP
TP
FN
FP
29
30
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.
31
Hasil dan Pembahasan
GT
Enhanced
Asli
Hasil
32
Hasil dan Pembahasan
33
Perbandingan hasil dengan metode lain (Otsu dan Adaptif Thresholding Equalization)
ATE MAT
34
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
35
36
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.
37
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.
38
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.
39
40
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).
41
Thank You
