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
Agenda Presentasi 2 Pendahuluan Kajian Pustaka Dasar Teori Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Acknowledgments
3
Lung Cancer Related Facts and Figures 4 Number of deaths and age-specific mortality rates, lung cancer, by sex, UK, 2008 Number of deaths 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 Male deaths Female deaths Male rates Female rates 600 500 400 300 200 100 0 Rate per 100,000 population 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 Age at death 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85+ Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/mortality/
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 % smoking 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Percentage of children smoking regularly by age, England, 2010 Boys Girls Children 0 0 0 0 0 0 3 4 3 11 12 13 14 15 11-15 Age 5 8 6 10 14 12 4 6 5 Sumber : http://info.cancerresearchuk.org/cancerstats/types/lung/smoking/
Existing Medical Treatments 7 Lung Biopsy (seperti Bronchoscopy, Mediastinoscopy) Sumber : National Cancer Institute Sumber : http://www.raneyzusman.com/lun g-surgery/lung-biopsy.html
Existing Medical Treatments 8 Sumber : http://www.touchrespiratory.com/article s/idiopathic-pulmonary-fibrosis-recentadvances
Treatment with minimal human interventions 9 Rontgen (X-ray) CT-Scan
Masalah selesai??? 10 Data Original CT Lung Image (DICOM file) Dengan konversi dan pemrosesan citra
Problems (cont..) 11 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
Penelitian-Penelitian Terkait 16 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 17 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
Paru-Paru 20
Max Tree dan Attribute Filters 21 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 22 Use of data linkages between nodes as a tool to see where nodules from CT images can be used. node node node node node
Max Tree 23 Max Tree creation
Tree Pruning and Image Reconstruction steps 24
25
Blok Diagram Penelitian 26 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
Metode Validasi 28 Model Potongan Citra Referensi / Ground Truth Model Potongan Citra Hasil Segmentasi piksel (x,y) Citra Perpotongan Ground Truth dengan Citra Segmentasi FN TN FP TP FP FN
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.
Hasil dan Pembahasan 31 GT Asli Enhanced Hasil
Hasil dan Pembahasan 32
Perbandingan hasil dengan metode lain (Otsu dan Adaptif Thresholding Equalization) 33 ATE MAT
Halangan-halangan Penelitian 34 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).
Thank You 41