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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.76.2015.tde-29092015-102326
Documento
Autor
Nome completo
David Antônio Sbrissa Neto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2015
Orientador
Banca examinadora
Travieso, Gonzalo (Presidente)
Batista Neto, João do Espírito Santo
Boas, Paulino Ribeiro Villas
Título em português
Análise da assimetria e irregularidade de borda entre lesões melanocíticas
Palavras-chave em português
Diagnóstico precoce
Melanoma maligno
Processamento de imagens
Reconhecimento de padrões
Regra do ABCD
Resumo em português
Nos últimos anos, o desenvolvimento da computação tem auxiliado profissionais da saúde no tratamento, prevenção e diagnóstico de doenças. Um dos grandes desafios do campo tem sido o desenvolvimento de métodos para a discriminação do câncer de pele do tipo melanoma maligno em relação à outras lesões benignas. Para tal, pesquisadores usam técnicas de processamento e análise de imagens, explorando métricas baseadas na regra ABCD, para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico de melanoma através de imagens. Enquanto diversos estudos abordam a coloração e textura do melanoma, um tratamento sistemático da irregularidade dos melanomas ainda não foi relatado. O presente trabalho traz um estudo dos fatores que influenciam a discriminação de lesões melanocíticas malignas e benignas, tomando como referência a assimetria das lesões e as irregularidades contidas em sua borda. Foram coletadas 143 imagens de casos clínicos de melanoma maligno, nevos regulares e nevos atípicos. Após tratamentos iniciais das imagens e posterior segmentação das lesões, extraiu-se 52 métricas referentes ao propósito do trabalho. A visualização da projeção LDA das três categorias revelou boa discriminação entre as categorias melanoma com relação as demais, reforçando a premissa original da acentuada irregularidade dos melanomas. Este resultado foi confirmado pela validação cruzada da projeção, com acertos da ordem de 75% para o grupo melanoma e 54% e 40% para os respectivos grupos nevo regular e nevo atípico. Deste resultado prevê-se uma das aplicações do sistema, na discriminação geral entre melanoma dos demais nevos. Para tal, uniu-se os grupos benignos em uma única categoria para a validação cruzada, gerando cálculos de sensibilidade e especificidade da ordem de 90% e 73% respectivamente. Outro importante resultado foi a comparação desses valores com as informações sobre o diâmetro das lesões. Conclui-se que ambas medidas (borda e tamanho) são igualmente relevantes no diagnóstico do melanoma, reflexo da própria patologia do melanoma, na qual acentuam-se ambas características em relação as demais lesões. Porém, a junção de ambas informações num único processamento não melhora a qualidade do diagnóstico, que nos permite prever que possa ser mais vantajoso proceder duas validações distintas com pesos iguais para o diagnóstico final. Por fim, um teste realizado com clínicos gerais e especialistas em melanoma revelou uma importante contribuição do método no auxílio de triagens ambulatoriais de casos suspeitos, principalmente para médicos com baixa ou nenhuma experiência em diagnóstico de melanoma.
Título em inglês
Asymmetry and border irregularity analysis between melanocytic lesions
Palavras-chave em inglês
ABCD rule
Early diagnosis
Image processing
Malignant melanoma
Pattern recongnition
Resumo em inglês
Recent development in computer science have helped health professionals in the heath area in the treatment, prevention and diagnostic of illnesses. One of the leading challenges in this field has been the development of methods for the skin cancer discrimination between the types of malignant melanoma in relation to other benign lesions. For this, researchers have been using techniques of image processing and analysis, exploring metrics based on the ABCD rule, to the development of methods of diagnostic of melanoma through images. While plenty of studies are about the color and texture of the melanoma, a systematic treatment of the irregularity of the melanoma has not been reported yet. The present work presents a study of the factors which influence the discrimination among the malignant melanocytic and benign lesions, having as a reference the asymmetry of the lesions and the irregularities in their edges. It was collected 143 images of clinic cases of malignant melanoma, regular nevus and atypical nevus. After initial treatment of the images, followed by a segmentation of the lesions, it was extracted 52 metrics referent to the purpose of this study. The visualization of the projection LDA in three categories revealed a good discrimination among the categories of melanoma in relation to the others, reinforcing the original premise of the melanomas´ sharp irregularity. This result was confirmed by the cross-validation of the projection, with successes of 75 % to the melanoma group and 54 %-40 % to the regular nevus group and atypical nevus group, respectively. This result predicts one of the applications of the system in the general discrimination between the melanoma and the other nevus. In this regard, it was joined together the benign groups in one category to the cross-validation, generating calculations of sensibility and specificity of 90 % and 73 % respectively. Another important result was the comparison among these metrics with the information about the diameter of the lesions. It was concluded that both measurements (edges and size) are equally relevant in the diagnostic of the melanoma, reflection of the melanoma´s own pathology, in which both characteristics are enhanced in relation to the other lesions. However, the combination of both measurement in only one processing does not improve the quality of the diagnostic, which allows the prediction that it can be more advantageous to produce two distinct validations with the same weighs to the final diagnostic. To sum up, an accomplished test with doctors who are general practioner and specialists in melanoma revealed a significant contribution in the method to help in the triage of medical consultations in suspicious cases, mainly to doctors with little or no experience in the diagnostic of melanoma.
 
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Data de Publicação
2015-09-30
 
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