Herramienta para la detección automática de nódulos pulmonares solitarios en series de imágenes de tomografía computarizada multicorte

Abstract

Introducción: el nódulo pulmonar solitario es uno de los problemas más frecuentes en la práctica del radiólogo, que constituye un hallazgo incidental habitual en los estudios torácicos realizados durante el ejercicio clínico diario.Objetivo: implementar un sistema de diagnóstico asistido por computadora que facilite la detección del nódulo pulmonar solitario en las series de imágenes de tomografía computarizada multicorte.Métodos: se utilizó Matlab para el desarrollo y evaluación de un conjunto de algoritmos que constituyen elementos necesarios de un sistema de diagnóstico asistido por computadora. En orden: un algoritmo para la extracción de las regiones de interés, algoritmo para la extracción de características y un algoritmo de detección de nódulo pulmonar solitario para el cual se probaron varios clasificadores. La evaluación de los algoritmos fueefectuada en base a las anotaciones realizada por especialistas a la colección de imágenes LIDC-IDRI (Lung Image Database Consortium).Resultados: el método de segmentación empleado para extracción de las regiones de interés permitió generar la adecuada división de las imágenes originales en regiones significativas. El algoritmo utilizado en la detección mostró para el conjunto de prueba además de buena exactitud (de 96,4 %), un buen balance de sensibilidad (91,5 %) para una tasa de 0,84 falsos positivos por imagen.Conclusiones: el trabajo de investigación y la implementación realizada se reflejan en la construcción de una interfaz gráfica en Matlab como prototipo del sistema de diagnóstico asistido por computadora, con el que se puede contribuir a detectar más fácilmente el NPS.

Introduction: solitary pulmonary nodules are one of the most frequent problems in radiographic practice. They are a common incidental finding in chest studies conducted during routine clinical work. Objective: implement a computer-assisted diagnostic system facilitating detection of solitary pulmonary nodules in multicut computerized tomography image series. Methods: Matlab was used to develop and evaluate a set of algorithms constituting necessary components of a computer-assisted diagnostic system. The order was the following: an algorithm to extract regions of interest, another to extract characteristics, and another to detect solitary pulmonary nodules, for which several classifiers were tested. Evaluation of the algorithms was based on notes taken by specialists on the LIDC-IDRI (Lung Image Database Consortium) image collection. Results: the segmentation method used for extraction of regions of interest made it possible to create a suitable division of the original images into significant regions. The algorithm used for detection found that the test set exhibited good accuracy (96.4%), a good sensitivity balance (91.5%), and a 0.84 rate of false positives per image. Conclusions: the research and implementation work done is reflected in the construction of a Matlab graphic interface serving as a prototype for a computer-assisted diagnostic system which may facilitate detection of SPNs.