شماره ركورد
33612
پديد آورنده
ستايش مقدم
عنوان
بكارگيري يادگيريعميق در طبقهبندي تودههاي پستان با استفاده از سيگنالهاي RF اولتراسوند
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/2/9
استاد راهنما
حميد بهنام
استاد مشاور
/
دانشكده
دانشكده مهندسي برق
چكيده
در اين پژوهش، يك روش مبتني بر پردازش سيگنالهاي فركانس راديويي (RF) اولتراسوند و يادگيري عميق براي تشخيص ضايعات خوشخيم و بدخيم پستان توسعه داده شده است. دادههاي مورد استفاده از مجموعه داده OASBUD شامل 100 ضايعه پستاني از 78 بيمار جمعآوري شده كه در آن 52 ضايعه بدخيم و 48 ضايعه خوشخيم تأييد شدهاند. هر ضايعه با دو اسكن متعامد (طولي و عرضي) تصويربرداري شده و ناحيه موردنظر (ROI) توسط راديولوژيست علامتگذاري شده است. دادههاي RF با فركانس نمونهبرداري 40 مگاهرتز ذخيره و پردازش شدهاند.براي پيشپردازش دادهها، نويز DC حذف شد، ماسك ROI اعمال گرديد و سطرها و ستونهاي صفر جهت كاهش حجم دادهها و بهينهسازي محاسبات حذف شدند. سپس، با استفاده از پنجره متحرك، پچهاي 2 بعدي از سيگنالهاي RF1 و RF2 استخراج شدند و نويز اسپكل با فيلتر گوسي تطبيقي كاهش يافت. اين پچهاي پردازششده براي استخراج ويژگي و طبقهبندي مورد استفاده قرار گرفتند.در مرحله استخراج ويژگي، چندين روش شامل ويژگيهاي زماني، فركانسي، زمان-فركانس (ويولت، تحليل فراكتالي Katz) و يادگيري عميق مبتني بر CNN-2D و CNN-1D مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه استخراج ويژگي مبتني بر CNN-2D نسبت به ساير روشها عملكرد برتري دارد. همچنين، از روش RCM (Reference Classification Method) براي بهبود نمايش ويژگيها و افزايش دقت طبقهبندي استفاده شد. در مرحله طبقهبندي ضايعات، دو مدل ماشين بردار پشتيبان (SVM) و نزديكترين همسايهها (KNN) مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه CNN-2D همراه با SVM-Linear بالاترين دقت (88.89%) و AUC (87.5%) را ارائه ميدهد، در حالي كه تركيب ويژگيهاي كلاسيك و يادگيري عميق عملكرد پايينتري داشتند. بهطور كلي، اين پژوهش نشان داد كه استفاده از CNN-2D و روش RCM ميتواند بهبود قابلتوجهي در تفكيك ضايعات خوشخيم و بدخيم ايجاد كند. نتايج بهدستآمده بيانگر پتانسيل بالاي اين روش براي بهكارگيري در سيستمهاي كمكتشخيصي پزشكي جهت كاهش نياز به بيوپسيهاي غيرضروري و افزايش دقت تشخيص سرطان پستان است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/06/16
عنوان به انگليسي
Utilizing Deep Learning for Breast Mass Classification Using RF Ultrasound Signals
تاريخ بهره برداري
4/29/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ستايش مقدم
چكيده به لاتين
Abstract: In this study, a method based on radio frequency (RF) ultrasound signal processing and deep learning was developed for the classification of benign and malignant breast lesions. The dataset used in this research is OASBUD, which includes 100 breast lesions from 78 patients, consisting of 52 malignant and 48 benign cases confirmed through biopsy or follow-up. Each lesion was scanned using two orthogonal ultrasound scans (longitudinal and transverse), and the region of interest (ROI) was manually annotated by a radiologist. The RF signals were acquired at a sampling frequency of 40 MHz, stored, and processed accordingly. For preprocessing, DC noise removal was applied, ROI masking was performed, and zero rows and columns were eliminated to reduce data volume and optimize computational processing. Subsequently, 2D patches were extracted from RF1 and RF2 signals using a moving window technique, and speckle noise was reduced using an adaptive Gaussian filter. The processed patches were then utilized for feature extraction and classification. In the feature extraction phase, various methods were examined, including time-domain, frequency-domain, and time-frequency-based features (wavelet transform and Katz fractal analysis), along with deep learning-based CNN-2D feature extraction. The results demonstrated that CNN-2D-based feature extraction outperformed other approaches. Additionally, the Reference Classification Method (RCM) was employed to enhance feature representation and improve classification accuracy. For lesion classification, two machine learning models, Support Vector Machine (SVM) and K-Nearest Neighbors (KNN), were evaluated. The results indicated that CNN-2D combined with SVM-Linear achieved the highest accuracy (88.89%) and AUC (87.5%), whereas hybrid models combining classical and deep learning-based features exhibited lower performance. Overall, this study demonstrated that CNN-2D feature extraction and the RCM approach significantly improve the differentiation between benign and malignant breast lesions. The obtained results highlight the potential of this method for integration into computer-aided diagnostic (CAD) systems, reducing the need for unnecessary biopsies and enhancing breast cancer detection accuracy.
كليدواژه هاي فارسي
سيگنالهاي RF اولتراسوند , يادگيري عميق , پردازش سيگنال , طبقهبندي سرطان پستان , ماشين بردار پشتيبان (SVM) , روش RCM
كليدواژه هاي لاتين
RF ultrasound signals , Deep Learning , signal processing , Breast cancer classification , Support Vector Machine (SVM) , reference classification method (RCM)
Author
Setayesh Moghadam
SuperVisor
Dr. Behnam