Normal and Abnormal Tissue Classification in Positron Emission Tomography Oncological Studies


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Positron Emission Tomography (PET) imaging is increasingly used in radiotherapy environment as well as for staging and assessing treatment response. The ability to classify PET tissues, as normal versus abnormal tissues, is crucial for medical analysis and interpretation. For this reason, a system for classifying PET area is implemented and validated. The proposed classification is carried out using k-nearest neighbor (KNN) method with the stratified K-Fold Cross-Validation strategy to enhance the classifier reliability. A dataset of eighty oncological patients are collected for system training and validation. For every patient, lesion (abnormal tissue) and background (normal tissue around the lesion) are contoured on PET images using a semi-automatic method. Then 160 vectors are obtained to train and validate the KNN. Each vector is composed by thirty Standardized Uptake Values (SUVs) characterizing the area under investigation (lesion or background). In one case, vectors are labeled as normal or abnormal tissues by a nuclear medicine physician using a semi-automatic method; in other cases, Fuzzy C-means (FCM) and k-means are used for labelling vectors in an unsupervised manner. This study aims to evaluate the performance of the proposed classifier comparing it to the Linear Kernel Support Vector Machine (KSVM). The method accuracy is evaluated by comparison with the gold standard in terms of correct classification. Experimental results show that the KNN method achieves the highest classification accuracy using the semi-automatic labelling training (Sensitivity: 86.25%; Specificity: 90.00%; Negative Predictive Value: 88.37%; Precision: 89.81%; Accuracy: 88.12%; Error: 11.87%). In addition, the proposed method shows real-time performance; it could be applied to the field classification of PET images assisting physicians into discrimination of normal and abnormal tissue during radiation treatment planning.

Об авторах

A. Comelli

Department of Industrial and Digital Innovation (DIID); Institute of Molecular Bioimaging and Physiology; Department of Electrical and Computer Engineering

Автор, ответственный за переписку.
Email: albert.comelli@unipa.it
Италия, Palermo; Cefalù (PA); Atlanta, GA, 30332

A. Stefano

Institute of Molecular Bioimaging and Physiology

Email: albert.comelli@unipa.it
Италия, Cefalù (PA)

V. Benfante

Institute of Biomedicine and Molecular Immunology “Alberto Monroy,”

Email: albert.comelli@unipa.it
Италия, Palermo (PA)

G. Russo

Institute of Molecular Bioimaging and Physiology

Email: albert.comelli@unipa.it
Италия, Cefalù (PA)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».