Classification of Breast Tumor Cell Tissue Section Images

유방 종양 세포 조직 영상의 분류

  • 황해길 (인제대학교 전산학과 대학원) ;
  • 최현주 (인제대학교 전산학과 대학원) ;
  • 윤혜경 (부산 백병원 해부병리학) ;
  • 남상희 (인제대학교 의용공학과) ;
  • 최흥국 (인제대학교 정보컴퓨터공학부)
  • Published : 2001.10.01

Abstract

In this paper we propose three classification algorithms to classify breast tumors that occur in duct into Benign, DCIS(ductal carcinoma in situ) NOS(invasive ductal carcinoma) The general approach for a creating classifier is composed of 2 steps: feature extraction and classification Above all feature extraction for a good classifier is very significance, because the classification performance depends on the extracted features, Therefore in the feature extraction step, we extracted morphology features describing the size of nuclei and texture features The internal structures of the tumor are reflected from wavelet transformed images with 10$\times$ and 40$\times$ magnification. Pariticulary to find the correlation between correct classification rates and wavelet depths we applied 1, 2, 3 and 4-level wavelet transforms to the images and extracted texture feature from the transformed images The morphology features used are area, perimeter, width of X axis width of Y axis and circularity The texture features used are entropy energy contrast and homogeneity. In the classification step, we created three classifiers from each of extracted features using discriminant analysis The first classifier was made by morphology features. The second and the third classifiers were made by texture features of wavelet transformed images with 10$\times$ and 40$\times$ magnification. Finally we analyzed and compared the correct classification rate of the three classifiers. In this study, we found that the best classifier was made by texture features of 3-level wavelet transformed images.

본 논문은 유방질환 중에서 유관(duct )에 발생하는 유방종양을 Benign, DCIS(ductal carcinoma in situ) NOS (invasive ductal carcinoma)로 분류하기 위해 3가지 분류기 (classifier) 를 생성한 후, 비교 분석하였다. 분류기 생성에서 가장 중요한 단계인 특징 추출 단계에서 세포핵의 기하학적 특징을 형태학적 특징을 추출하여 분류기를 생성하고 염색질 패턴의 내부적 변화를 나타내는 질감 특징을 추출하여 2가지 배율(100/400배)에서 2개의 분류기를 생성하였다. 400배 배율의 유방질환 영상에서 세포핵을 추출하여 핵의 형태학적 특징값인 핵의 면적, 둘레. 가로, 세로(장. 단축) 의 길이, 원형성의 비율을 구한 후 이 특징값들을 조합하여 판별분석에 의해 분류기를 생생하고, 분류 정확도를 검증하였다. 100배 배율과 400배의 배율의 유방질환 영상에서 1, 2, 3, 4 단계(level)의 wavelet 변환를 적용한 후, 분할된 서브밴드에서 GLCM(Gray Level Co-occurrence Matrix)을 이용하여 질감 특징(entropy Energy, Contrast, Homogeneity)를 추출하고, 이 특징값들을 조합하여 판변 분석에 의해 분류기를 생성한 후 분류 정확도를 검증하였다. 이 세 분류기를 비교 분석 하였을때 현민경 100배 배율의 영상을 3단계 wavelet 변환을 적용하고 질감 특징을 추출하여 생성한 분류기가 다른 두 분류기보다 유방 질환 Benign, DCIS; NOS를 분류하는데 더 나은 결과를 보였다.

Keywords

References

  1. 병리학(PATHOLOGY) 대한병리학회
  2. 유방질환의 진단병리(Diagnostic Pathology of the Breast) 김동석;이수정
  3. Analytical Cellular Pathology v.6 Grading of Transitional Cell Bladder Carcinoma by Texture analysis of Histological Section Heung-Kook Choi;Jaons Vasko;Ewert Bengtsson;Torsten Jarkrasn;Per-Uno Malmstrom;Kenneth Wester;Christer Busch
  4. IEEE TransSyst. Man Cybern. v.SMC-8 no.6 Textures corresonding to visual perception H. Tamura;s. Mori;T. Yamawaki
  5. 한국정보과학회학술발표논문집 v.26 no.2 웨이브릿 변환에 기반한 색상과 질감 특징을 이용한 이미지 검색 시스템 서상환;이연숙;김상균;김홍식
  6. 정보과학회 가을학술 발표논문집 v.26 no.2 칼라유방암조직영상에서 질감 특징과 신경회로망을 이용한 양성세포핵과 음성세포핵의 자동 분할 최현주;허민권;최흥국;김상균;최항묵;박세명
  7. 1999년도 한국정보과학회 봄 학술발표논문집 v.26 no.1 세포영상에서의 텍스쳐 특징을 이용한 영역 분할 최예찬;김호영;김선아;김백섭
  8. 한국정보과학회 학술발표논문집 v.26 no.2 자궁경부암 세포 영상 분할을 위한 Threshoding 기법 김재률;하진영;김백섭;김호성
  9. 대한세포병리학회지 v.5 no.1 영상처리를 이용한 자궁경부 세포진의 자동탐색 방법에 관한 연구 은성경;박찬모;박화순;윤소영;조민선;조수인;김성숙
  10. 멀티미디어논문지 v.4 no.2 ML 분류를 사용한 유방암 항체 조직 영상 분할 최흥국
  11. Computer Vision and Image Processtin Scott E Umbugh
  12. Pattern Recognition and Image Analysis Earl Gose;Richard Johnsonbaugh;Steve Jost
  13. 한국정보과학회 가을 학술 발표논문집 v.27 no.3 폐암변이 분석을 위한 영상 특성 추출 황해길;최현주;이병일;최흥국
  14. 2001년도 한국멀티미디어 춘계학술발표논문집 v.4 no.1 유방질환 진단을 위한 유방 종양 세포핵의 형태학적 특성 비교 분석 황해길;최현주;유혜경;최흥국
  15. 2000년도 한국 신호처리·시스템학회 하계 학술발표논문집 v.1 no.2 Wavelet 변환에 기반한 암세포 조직 영상의 질감 분석 최현주;이병일;이연숙;최흥국
  16. 2000년 한국 신호처리·시스템학회 추계 학술발표논문집 v.1 no.1 경사 투영을 사용한 컬러 이미지 스케일링 김준목;정원용
  17. IEEE Trans. on System Man and Cybernetics v.SMC3 no.6 Textural Features for Image Classification Robert M.;Haralick, K. Shanmugam;It's Hak Dinstein
  18. Applied Multivariate Statistical Analysis Richard A. Johnson;Dean W. Wichern
  19. 제 5회 한독 첨단 의료영상처리 워크샵 발표 논문집 Classification of Bladder Carcinoma Cell Tissue Sections by Image Analysis Hun-ju Choi;Heung-Kook Choi