Pemanfaatan 3D U-Net untuk Segmentasi 3 Dimensi Gelembung Penyebab Kanker Paru-paru (Nodule) pada Lapisan Citra CT Scan

Authors

  • Agung Pribadi ISTTS
  • Anang Kukuh Adisusilo Univeritas Wijaya Kusuma Surabaya

DOI:

https://doi.org/10.52985/insyst.v2i2.159

Keywords:

CT Scan Processing, U-Net, Nudule Detection, Kanker Paru-paru

Abstract

Kanker paru-paru adalah salah satu tipe kanker yang mematikan di seluruh dunia. Proses pendeteksian manual memakan banyak waktu dan energi untuk dituangkan. Kerja keras sekalipun tidaklah cukup, maka telat dalam pendeteksian telah menjadi faktor utama dalam tingkat kesembuhan. Menggunakan[ CT Scan adalah salah satu alat skrining yang potensial, tetapi program skrining otomatis dibutuhkan untuk menghemat waktu. Pendeteksian, menyegmentasi dan penggolongan nodule adalah tiga poin utama untuk membuat ini menjadi nyata. Oleh karena itu, dalam mengambil bagian untuk membuat program itu, tugas akhir ini akan melakukan fokus menyegmentasi nodule. Pada awal program, pertama dibutuhkan hasil CT Scan dan segmentasi nodulenya. Selain itu, juga dibutuhkan titik koordinat centroid dari nodule dari hasil scan tersebut. Setelah mengetahui titik centroid dari nodule, maka proses preprocessing akan menjadi mudah. Program akan mengambil daerah sekitar nodule dan nodule sebagai titik tengahnya, hasil dari proses ini adalah sebuah kubus yang memiliki ukuran yang sama untuk semua hasil preprocess yang sebelumnya sudah ditentukan. Setelah mendapatkan kubus daerah sekitar nodule, proses normalisasi akan dilakukan sehingga data siap untuk ditraning oleh neural network. 2 Model dibuat dengan arsitektur yang berbeda, seperti menggunakan U-Net biasa dan U-Net++. Hasil dari program akan menghasilkan skor Jaccard index dengan tingkat keakuratan tertinggi sebesar 79.8%. Didapatkan kesimpulan bahwa penggunaan U-Net biasa dan U-Net++ tidak memiliki perbedaan akurasi yang signifikan, meskipun memiliki komponen layer dan aktivasi yang sama.

References

K. Mori, “CAD in lung,” in Handbook of Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention, Elsevier, 2020, pp. 91–107.

F. Isensee and K. H. Maier-Hein, “An attempt at beating the 3D U-Net,” arXiv Prepr. arXiv1908.02182, 2019.

Z. Zhou, M. M. R. Siddiquee, N. Tajbakhsh, and J. Liang, “Unet++: A nested u-net architecture for medical image segmentation,” in Deep learning in medical image analysis and multimodal learning for clinical decision support, Springer, 2018, pp. 3–11.

N. Srivastava, G. Hinton, A. Krizhevsky, I. Sutskever, and R. Salakhutdinov, “Dropout: a simple way to prevent neural networks from overfitting,” J. Mach. Learn. Res., vol. 15, no. 1, pp. 1929–1958, 2014.

Y. Wu and K. He, “Group normalization,” in Proceedings of the European conference on computer vision (ECCV), 2018, pp. 3–19.

P. Baldi, “Autoencoders, unsupervised learning, and deep architectures,” in Proceedings of ICML workshop on unsupervised and transfer learning, 2012, pp. 37–49.

O. Ronneberger, P. Fischer, and T. Brox, “U-net: Convolutional networks for biomedical image segmentation,” in International Conference on Medical image computing and computer-assisted intervention, 2015, pp. 234–241.

J. Pedrosa et al., “LNDb: a lung nodule database on computed tomography,” arXiv Prepr. arXiv1911.08434, 2019.

G. L. Kindlmann, “An self-contained explanation of image orientation and the ‘measurement frame’, with connections to the NRRD format (Version 0.5),” 2010.

D. P. Kingma and J. Ba, “Adam: A method for stochastic optimization,” arXiv Prepr. arXiv1412.6980, 2014.

Downloads

Published

2020-10-01