• 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