Использование машинного обучения для диагностики рака молочной железы по необработанным данным электроимпедансной томографии

Аннотация:

Целью рассматриваемой работы было изучение возможности использования метода опорных векторов для создания автоматического ассистента врача при трехмерной (3D) электроимпедансной томографии (ЭИТ) молочной железы. Показано, что машинное обучение на основе линейного метода опорных векторов позволяет создать алгоритм классификации необработанных результатов измерений системы 3D ЭИТ для диагностики молочной железы. Максимальная достигнутая чувствительность составляет 82% при специфичности 85% и точности 84%. Электроимпедансная томография (ЭИТ) - метод медицинской визуализации, использующий переменный электрический ток для исследования внутренней структуры органов и тканей. Длина волны электромагнитного излучения, соответствующая частоте этого тока, значительно превышает размер зондируемого объекта, так что справедливо квазистатическое приближение. Электрический ток создается с помощью матрицы электродов, расположенных на поверхности тела, во множестве вариантов пространственного распределения. Те же или другие электроды используются для измерения электрических потенциалов, возникающих на поверхности тела при протекании тока, для каждого варианта пространственного распределения. Внутренняя структура объекта восстанавливается по результатам таких измерений путем решения обратной задачи для уравнений Максвелла в квазистатическом приближении. Такая обратная задача является плохо обусловленной (некорректной с математической точки зрения) и требует использования методов регуляризации. Получаемые изображения имеют довольно низкое пространственное разрешение, но они предоставляют ценную информацию о распределении электрических свойств тканей, которая недоступна при использовании других методов визуализации. Например, известно, что многие раковые опухоли имеют электропроводность намного выше, чем у нормальных тканей, при этом их свойства, определяемые другими методами визуализации, такими как УЗИ, рентген и МРТ, могут отличаться незначительно. Одним из востребованных применений электроимпедансной томографии является диагностика молочных желез, поскольку она способна обнаруживать рак молочной железы на ранних стадиях независимо от возраста пациента и не связана с лучевой нагрузкой в отличие от рентгеновской маммографии.

Авторы:

Издание: Медицинская техника
Год издания: 2024
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2024.-N 3.-С.46-50. Библ. 20 назв.
Просмотров: 3