Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11712| Título : | Detección de Cáncer de Mama a partir de Imágenes Histopatológicas y de mamografías mediante redes neuronales y segmentación de imágenes. |
| Autor : | Hernández Arpushana, Heider Rey. |
| Palabras clave : | Cáncer de mama. Mamografía. Inteligencia artificial. Detección de cáncer. Red neuronal convolucional. Deep Learning. Machine Learning. Segmentación de imágenes. RESNET50. Red neuronal residual. Angular. |
| Fecha de publicación : | 2022 |
| Editorial : | Universidad de Pamplona - Facultad de Ingenierías y Arquitectura. |
| Citación : | Hernández Arpushana, H. R. (2022). Detección de Cáncer de Mama a partir de Imágenes Histopatológicas y de mamografías mediante redes neuronales y segmentación de imágenes [Trabajo de Grado Pregrado, Universidad de Pamplona]. Repositorio Hulago Universidad de Pamplona. https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11712 |
| Resumen : | The detection of breast cancer through artificial intelligence is a great advance in medical support for the early diagnosis of breast cancer, and to help many women who present with its symptoms. Because it is the most frequent cancer and the one with the highest mortality rate, the main objective of this project is to develop an algorithm based on artificial intelligence for the early detection of breast cancer from histopathological images and mammograms of scanned film using deep neural networks (DNN) to provide the doctor with support in the diagnosis of the patient efficiently, thus preventing metastasis to parts of the body near or far from the breasts. Two types of images are used to classify breast cancer: mammography images (1124 from Cancer Imaging Archive from the CBIS-DDSM dataset), and histopathology images (1204 from Kaggle from the Breast Histopathology dataset). Preprocessing was performed on the primary data: color field change from RGB to grayscale, followed by a binarization stage and filtering by object removal according to their areas (regionprops). Applying Otsu's method, we obtain the mask of the objects of interest on each image in RGB, followed by an adaptive equalization by histogram to increase the contrast of these found areas. On each set of images, data set augmentation techniques are applied using ImagingDataGenerator from the Keras package in the Python programming language, the creation of deep neural networks such as the Residual Neural Network and a ResNet50 was developed for each set of images, in the training the data augmentation was applied by means of iterations, the histopathological image data set performed 33 iterations throughout the training, the mammography image data set performed 28 iterations in total. It is validated which type of image presents better results for the classification of breast cancer. After this, image segmentation was performed to locate benign and malignant tumors applied to the mammogram image dataset; finally, an Api was developed in the flask micro framework, importing the Tensorflow and Keras libraries, loading the best model for breast cancer classification. The EC2 instance of AWS was used to create a virtual environment for hosting the API, this service is performed via SSH protocol. |
| Descripción : | La detección de cáncer de mama mediante inteligencia artificial es un gran avance en el apoyo médico para el diagnóstico temprano de éste, y ayudar a muchas mujeres que presentan sus síntomas. Debido a que es el cáncer más frecuente y de los que mayor tasa de mortalidad presenta, por eso, el objetivo principal de este proyecto es desarrollar un algoritmo basado en inteligencia artificial para la detección temprana de cáncer de mama a partir de imágenes histopatológicas y de mamografías de película escaneada mediante redes neuronales profundas (DNN) para brindar al médico un apoyo en el diagnóstico de forma eficiente del paciente, de esta forma, prevenir la metástasis a partes del cuerpo cercanas o alejadas de las mamas. Para clasificar el cáncer de mama se hace uso de dos tipos de imágenes: Imágenes de mamografías (1124 sacadas de Cancer Imaging Archive del conjunto de datos CBIS-DDSM), e imágenes histopatológicas (1204 sacadas de Kaggle del conjunto de datos Breast Histopathology). Se realizó un preprocesamiento sobre los datos primarios: cambio de campo de color de RGB a escala de grises, seguida de una etapa de binarización y de filtrado por eliminación de objetos según sus áreas (regionprops). Aplicando el método de Otsu se obtiene la máscara de los objetos de interés sobre cada imagen en RGB, seguida de una ecualización adaptativa por histograma para aumentar el contraste de esas áreas encontradas. Sobre cada conjunto de imágenes se aplica técnicas de aumentación del conjunto de datos usando ImagingDataGenerator del paquete de Keras en el lenguaje de programación Python.Se desarrolló la creación de redes neuronales profundas como la Red Neuronal Residual y una ResNet50 para cada conjunto de imágenes, en el entrenamiento se aplicó la aumentación de datos por medio de iteraciones, el conjunto de datos de imágenes histopatológicas realizo 33 iteraciones a lo largo del entrenamiento, el conjunto de datos de imágenes de mamografías realizo 28 iteraciones en total. Se valida que tipo de imagen presenta mejores resultados para la clasificación del cáncer de mama. Posterior a esto, se realizó segmentación de imágenes para localizar los tumores benignos y malignos aplicada al conjunto de datos de imágenes de mamografías; finalmente, se desarrolló una Api en el micro framework de flask, importando las librerías de Tensorflow y Keras, cargando el mejor modelo para la clasificación de cáncer de mama. Se utilizo la instancia EC2 de AWS para la creación de un entorno virtual para el alojamiento de la API, este servicio se realiza por medio de un protocolo SSH. Para el consumo de los servicios Backend al Frontend, AWS ofrece una dirección HTTPS para realizar peticiones entre usuario y servicio de la API. La página web es tipo estática programada en Html, Css y JavaScript como interfaz gráfica de usuario, donde se realiza predicciones del cáncer de mama. Se logró obtener resultados por encima del 97.39% de eficacia con al ResNet50 para la detección del carcinoma ductal invasivo, obteniendo una validación en la red del 85% de acierto, no hay datos exactos sobre el margen de éxito y error de un especialista para la detección de cáncer, pero la gran diferencia que hay entre el especialista y el modelo creado es el tiempo de predicción del cáncer de mama, lo que significa horas de estudio y análisis para el especialista a la red le tomo segundos para procesar y dar un resultado con una gran precisión. Debido al muy bajo volumen de datos de imágenes de mamografía se logró alcanzar un resultado del 71.88% en la clasificación de tumores malignos y benignos, obteniendo predicciones en la validación erradas teniendo un 40% de acierto debido al subajuste de la red. |
| URI : | https://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/11712 |
| Aparece en las colecciones: | Ingeniería Electrónica |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Hernández_2022_TG.pdf | Hernández_2022_TG | 4,38 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.