SEGMENTASI NODUL PADA CITRA COMPUTED TOMOGRAPHY PARU-PARU MENGGUNAKAN MAX-TREE DAN ATTRIBUTE FILTERS

(1)

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

(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

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 -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₊ Rate p er 100,000 po pu latio n Number 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

(5)

Lung Cancer Related

Facts and Figures

Stages of the worldwide tobacco epidemic

(6)

Lung Cancer Related

Facts and Figures

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 % smo king Age

Percentage of children smoking regularly by age, England, 2010

Boys Girls Children

(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-recent-advances

(9)

Treatment with minimal human

interventions

Rontgen (X-ray)

(10)

Masalah selesai ???

• Data

Original CT Lung Image

(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

(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

(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 

(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}

(19)

(20)

(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

(23)

Max Tree

(24)

(25)

(26)

Blok Diagram Penelitian

Preprocessing _{Pembangkitan Max-Tree}Proses

Proses Attribute Filtering Citra CT Scan Paru-Paru

masukan

Citra Hasil Validasi Metode

(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

TP TN FP FN FP FN

Model Potongan Citra

Referensi / Ground Truth Model Potongan Citra Hasil Segmentasi

Citra Perpotongan Ground Truth dengan Citra

Segmentasi

(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

Asli

GT

Hasil

(32)

(33)

Perbandingan hasil dengan metode lain

(Otsu dan Adaptif Thresholding Equalization)

ATE

(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

(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

(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)