Impact of image and feature harmonization on the computerized analysis of mammograms

Guerrero Peña, Juan Sebastian; Suárez Gil, Rafael Santiago

Impact of image and feature harmonization on the computerized analysis of mammograms

dc.contributor.advisor	Pertuz Arroyo, Said David
dc.contributor.advisor	Hernández Durán, Angie Nicole
dc.contributor.author	Guerrero Peña, Juan Sebastian
dc.contributor.author	Suárez Gil, Rafael Santiago
dc.contributor.evaluator	Arguello Fuentes, Henry
dc.contributor.evaluator	Urrea Vecino, Sergio Andrés
dc.date.accessioned	2024-02-20T12:50:40Z
dc.date.available	2024-02-20T12:50:40Z
dc.date.created	2024-02-17
dc.date.issued	2024-02-17
dc.description.abstract	Uno de los principales desafíos que enfrentan los algoritmos de análisis de imágenes médicas es la reducida capacidad de generalización debido a las diferencias entre los conjuntos de datos utilizados para el desarrollo y los utilizados para pruebas externas. En el análisis automatizado de mamografías para la investigación del cáncer de seno, este problema se ha abordado mediante la incorporación de técnicas de armonización de preprocesamiento de imágenes o posprocesamiento de características. Esta investigación tiene como objetivo evaluar el impacto de las técnicas de armonización en el rendimiento de los algoritmos de aprendizaje automático para la evaluación del riesgo de cáncer de seno. Realizamos un estudio retrospectivo de casos y controles sobre 147 mamografías adquiridas con sistemas mamográficos de dos proveedores diferentes y consideramos el impacto de las técnicas de armonización en tres entornos experimentales diferentes: 1) Intra-proveedor, cuando tanto las imágenes de entrenamiento como las de prueba se capturan con sistemas del mismo proveedor 2) Inter-proveedor, cuando las imágenes de entrenamiento y prueba se capturan con sistemas de diferentes proveedores y 3) Proveedor mixto, cuando el entrenamiento y las pruebas incluyen imágenes de ambos proveedores. Nuestros resultados muestran que el preprocesamiento de imágenes puede tener un impacto perjudicial en el rendimiento en entornos intra-proveedor; el uso conjunto del preprocesamiento de imágenes y el posprocesamiento de características es beneficioso en entornos inter-proveedor; y el entorno de proveedor mixto no parece verse afectado significativamente por la armonización.
dc.description.abstractenglish	One of the main challenges faced by medical image analysis algorithms is the reduced generalization capability due to differences between datasets used for development, and those used for external testing. In the automated analysis of mammograms for breast cancer research, this problem has been tackled by the incorporation of image pre-processing or feature post-processing harmonization techniques. This research aims to assess the impact of harmonization techniques on the performance of machine learning algorithms for breast cancer risk assessment. We conduct a retrospective case-control study on 147 mammograms acquired with mammographic systems from two different vendors and consider the impact of harmonization techniques in three different experimental settings: 1) Intra-vendor, when both training and testing images are captured with systems from the same vendor, 2) Inter-vendor, when training and testing images are captured with systems from different vendors, and 3) Mixed-vendor when training and testing include images from both vendors. Our results show that image pre-processing can have a detrimental impact on performance in intra-vendor settings; the joint use of image pre-processing and feature pos-processing is beneficial in inter-vendor settings; and the mixed-vendor setting does not appear to be significantly affected by the harmonization.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Electrónico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15727
dc.language.iso	eng
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Electrónica
dc.publisher.school	Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	ARMONIZACIÓN
dc.subject	ANÁLISIS PARÉNQUIMATOSO
dc.subject	CÁNCER DE SENO
dc.subject	ANÁLISIS COMPUTARIZADO DE MAMOGRAFÍA
dc.subject.keyword	HARMONIZATION
dc.subject.keyword	PARENCHYMAL ANALYSIS
dc.subject.keyword	BREAST CANCER
dc.subject.keyword	COMPUTERIZED MAMMOGRAPHY ANALYSIS
dc.title	Impact of image and feature harmonization on the computerized analysis of mammograms
dc.title.english	Impact of image and feature harmonization on the computerized analysis of mammograms
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado