Luận Văn Hỗ trợ chẩn đoán tự động tổn thương xuất huyết/tụ máu dựa vào ảnh ct não

Tiêu đề: HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN TỰ ĐỘNG TỔN THƯƠNG XUẤT HUYẾT/TỤ MÁU DỰA VÀO ẢNH CT NÃO
Các tác giả: GVHD:TS. Lê Hoài Bắc SVTH: Ngụy Đức Thuận

Tóm tắc: Theo [13], chấn thương là nguyên nhân tử vong hàng đầu ở trẻ em và người trẻ (dưới 44 tuổi), trong đó chấn thương vùng đầu chiếm trên 50% các ca tử vong, với di chứng nặng nề và chi phí y tế rất lớn. Để chẩn đoán, theo dõi, tiên lượng chấn thương đầu thật nhanh chóng và chính xác thì hình ảnh học ( gồm X quang, CT, MRI ) là dữ kiện cơ bản và quan trọng. Trong số đó, CT là khảo sát hình ảnh được lựa chọn đầu tiên và rất có giá trị trong đánh giá chấn thương sọ não, đặc biệt là chấn thương sọ não cấp [13]. Việc đọc phim CT hiện nay chủ yếu là do các bác sĩ chuyên khoa chẩn đoán hình ảnh thực hiện, với số ca mỗi ngày khá lớn. Với mỗi ca chấn thương đầu, số lượng ảnh phải chụp tối thiểu là 20, và bác sĩ phải quan sát qua tất cả các ảnh để tìm ra nhiều biểu hiện bất thường khác nhau. Từ những lý do đó, nhận thấy nhu cầu cho một công cụ trợ giúp chẩn đoán tự động, hỗ trợ các bác sĩ đưa ra những chẩn đoán chính xác và ít sai sót hơn. Điều này cũng phù hợp với xu thế hiện này là áp dụng công nghệ thông tin vào mọi lĩnh vực của đời sống, trong đó có lĩnh vực y khoa. Tuy vậy, cũng phải nhìn.nhận rằng đây là một vấn đề không hề dễ dàng, bởi vì bản thân các bác sĩ chuyên khoa cũng gặp nhiều khó khăn khi phân tích hình ảnh của các ca bệnh phức tạp. Vì vậy, mục tiêu của đề tài này chỉ mới dừng lại ở giai đoạn khai phá, tìm hiểu và thử nghiệm xây dựng hệ thống cho một số loại tổn thương tương đối đơn giản, cụ thể hơn là loại tổn thương xuất huyết và tụ máu


Mục lục
Lời cảm ơn 1
Mở đầu 2
Mục lục 4
Danh mục hình ảnh .6
Danh mục bảng biểu 7
Bảng kí hiệu các chữ viết tắt 8
Chương 1 : Giới thiệu – kiến thức tổng quan . 9
1.1 Xác định vấn đề và động cơ thúc đẩy 9
1.2 Một số kiến thức cơ bản .10
1.2.1 Nguyên lý tạo hình: .10
1.2.2 Tạo hình 10
1.2.3 Trị số đậm độ 11
1.2.4 Thay đổi đậm độ .12
1.2.5 Đặt cửa sổ (Window setting) 13
1.2.6 Độ dày lát cắt và khoảng cách lát cắt 13
1.2.7 Hình định vị 14
1.3 Hệ thống .15
1.4 Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác 18
1.4.1 Độ nhạy (sensitivity) .18
1.4.2 Độ đặc trưng (specificity) .18
1.4.3 Tỉ lệ vùng bệnh được phân lớp đúng 18
1.4.4 Tỉ lệ vùng bình thường được phân lớp đúng 19
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết 20
2.1 Phân đoạn ảnh .20
2.2.1 Lọc ngưỡng .21
2.2.2 Phương pháp dựa vào biên 23
2.2.3 Phương pháp dựa trên vùng 24
2.2.4 Phương pháp thống kê và Bayes .26
2.2.5 Phương pháp mạng nơ ron và logic mờ 26
2.3 Làm mảnh biên .27
2.4 Biểu diễn đường biên .29
2.4.1 Biểu diễn bằng chain -code .29
2.4.2 Biểu diễn bằng dòng quét (scanline) .31
2.5 Các đặc trưng mô tả vùng (đường kính, chu vi, diện tích ) .32
2.5.1 Diện tích và chu vi 32
2.5.2 Khoảng cách xuyên tâm (radial distance) .33
2.5.3 Chiều dài trục chính và phụ 34
2.6 Cây quyết định 35
2.6.1 Giới thiệu về cây quyết định .35
2.6.2 Thuật toán ID3 38
2.7 Thông tin tương hỗ .43
42.8 Học dựa vào sự trình diễn 44
Chương 3 : Xây dựng hệ thống 46
3.1 Phân đoạn đơn giản 46
3.2 Học dựa vào sự trình diễn 47
3.2.1 Hệ thống học .47
3.2.2 Đặc trưng vùng 48
3.2.3 Phân lớp bằng thuật toán k-người láng giềng gần nhất 50
3.3 Dùng hệ luật để định vị vùng tổn thương .51
3.3.1 Hệ luật đơn giản 51
3.3.2 Hệ luật phức tạp 54
Chương 4 : Chương trình cài đặt – kết quả thử nghiệm 57
4.1 Chương trình cài đặt .57
4.1.1 Công cụ sử dụng .57
4.1.2 Cấu trúc dữ liệu học 57
4.1.3 Chương trình .57
4.2 Đánh giá kết quả .60
4.2.1 Độ hiệu quả của giai đoạn phân lớp 60
4.2.2 Đánh giá công việc 61
4.2.3 Hướng phát triển trong tương lai 62
Tài liệu tham khảo .63
Phụ lục . 65
A. Bệnh học .65
A.1 Tụ máu dưới màng cứng (Subdural Hematoma/SDH) .65
A.2 Tụ máu ngoài màng cứng (Epidural Hematoma/EDH) 66
A.3 Xuất huyết khoang dưới nhện (subarachnoid hemorrhage) .68
A.4 Xuất huyết trong não thất (intraventricular hemorrhage) .69
A.5 Tụ máu trong não (intracerebral hematoma) 69
B. Dữ liệu DICOM .71
B.1 Giới thiệu 71
B.2 Cấu trúc chung của tập tin DICOM 71
B.3 Một số thông tin cần thiết khi xử ảnh DICOM .72
C. Giải phẫu CT đơn giản vùng trên lều .76
5Danh mục hình ảnh
Hình 1-1: Hình định vị (topogram) 15
Hình 1-2: Mô hình hệ thống .16
Hình 2-1: Ảnh độ xám với: (a) 1 ngưỡng phân đoạn và (b) 2 ngưỡng phân đoạn 22
Hình 2-2: Mặt nạ Sobel 23