Detecção de câncer de mama por imagem com classificador híbrido

Autores

  • Joaquim Osterwald Frota Moura Filho Universidade Federal do Ceará
  • Marcelo Estevão da Silva Universidade Federal do Ceará
  • Kamila Amélia Sousa Gomes Universidade Federal do Ceará
  • Sara Danielle de Souza Hospital Regional Norte
  • Márcio André Baima Amora Universidade Federal do Ceará

DOI:

https://doi.org/10.59681/2175-4411.v16.iEspecial.2024.1353

Palavras-chave:

Classificação por Imagem, Câncer de Mama, Aprendizado Híbrido

Resumo

Objetivos: Desenvolver algoritmos de Machine Learning (ML) para classificação acurada de imagens de ultrassonografia para suporte ao diagnóstico de câncer de mama. Método: Implementação de um novo modelo de aprendizado híbrido que combina as técnicas de LightGBM, Rede Perceptron Multicamadas (MLP), Máquina de Vetores de Suporte (SVM) e otimização dos pesos por Enxame de Partículas Relativístico (RPSO). Resultados: O modelo classificador obtido resultou em acurácia de 98% nos dados de teste, oferecendo, portanto, alta acurácia. Conclusão: O modelo proposto obteve resultados superiores aos de trabalhos encontrados na literatura, sendo, então, uma promissora ferramenta de suporte ao diagnóstico.

Biografia do Autor

Joaquim Osterwald Frota Moura Filho, Universidade Federal do Ceará

Me., Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática (PPGETI), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza (CE), Brasil.

Marcelo Estevão da Silva, Universidade Federal do Ceará

Me., Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PPGEEC), Universidade Federal do Ceará, Sobral (CE), Brasil.

Kamila Amélia Sousa Gomes, Universidade Federal do Ceará

Me., Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação
(PPGEEC), Universidade Federal do Ceará, Sobral (CE), Brasil.

Sara Danielle de Souza, Hospital Regional Norte

Esp., Hospital Regional Norte (HRN), Sobral (CE), Brasil.

Márcio André Baima Amora, Universidade Federal do Ceará

Prof. Dr., Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PPGEEC), Universidade Federal do Ceará, Sobral (CE), Brasil.

Referências

INCA. (2022). Instituto Nacional de Câncer. Recuperado de: <https://www.gov.br/inca/pt-br/assuntos/cancer/numeros/>. Acessado em 18 mar 2023.

Chamorro HM, Colturato PL, Fattori NCM. "Câncer de mama: fatores de risco e a importância da detecção precoce." Revista Científica Eletrônica de Ciências Aplicadas. 2021; 1 (1).

Raza A, et al. "DeepBreastCancerNet: A novel deep learning model for breast cancer detection using ultrasound images." Applied Sciences. 2023; 13(4): 2082. DOI: https://doi.org/10.3390/app13042082

Abdul Halim AA, Andrew AM, Mohd Yasin MN, Abd Rahman MA, Jusoh M, Veeraperumal V, Rahim HA, Illahi U, Abdul Karim MK, Scavino E. Existing and Emerging Breast Cancer Detection Technologies and Its Challenges: A Review. Applied Sciences. 2021; 11(22):10753. DOI: https://doi.org/10.3390/app112210753

Rehman MZU, et al. "An Efficient Automated Technique for Classification of Breast Cancer Using Deep Ensemble Model." Computer Systems Science and Engineering. 2023; 46(1). DOI: https://doi.org/10.32604/csse.2023.035382

Joshi RC et al. "An efficient deep neural network based abnormality detection and multi-class breast tumor classification." Multimedia Tools and Applications. 2022; 81(10). DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-021-11240-0

Almutairi SM et al. "An efficient USE-Net deep learning model for cancer detection." International Journal of Intelligent Systems 2023.. DOI: https://doi.org/10.1155/2023/8509433

Manzari ON et al. "MedViT: a robust vision transformer for generalized medical image classification." Computers in Biology and Medicine. 2023; 157: 106791. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2023.106791

Yahata E, Winnikow EP, Suyama R, Simões PW. Explicabilidade em Modelos Preditivos de Machine Learning no Câncer de Mama. Journal Health Informatics. 2023 jul; 15(1): 1-14. DOI: https://doi.org/10.59681/2175-4411.v15.iEspecial.2023.1090

Ke G, Meng Q, Finley T, Wang T, Chen W, Ma W, Ye Q, Liu TY. LightGBM: A Highly Efficient Gradient Boosting Decision Tree. Anais do 31st Conference on Neural Information Processing Systems. 2017; 3146-3154.

Rumelhart DE, Hinton GE, Williams RJ. Learning representations by back-propagating errors. Nature. 1986; 323(1): 533–536. DOI: https://doi.org/10.1038/323533a0

Cortes C, Vapnik V. Support-vector networks. Machine Learning. 1995; 20(3): 273-297. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00994018

Roder M et al. "Harnessing particle swarm optimization through relativistic velocity." 2020 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC). IEEE. 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/CEC48606.2020.9185752

Procópio, Fábio. "Otimização por enxames de partículas: usando uma adaptação de serendipidade". 2018.

Pedregosa F, Varoquaux G, Gramfort A, Michel V, Thirion B, Grisel O, Blondel M, Prettenhofer P, Weiss R, Dubourg V, Vanderplas J, Passos A, Cournapeau D, Brucher M, Duchesnay MPE. Scikit-learn: Machine Learning in Python. Journal of Machine Learning Research. 2011; 12: 2825-2830.

Walt​ S, Schönberger JL, Nunez-Iglesias J, Boulogne F, Warner JD, Yager N, Gouillart E, Yu T. Scikit-image: image processing in Python. PeerJ. 2014; 2: 2-18. DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.453

Virtanen P, Gommers R, Oliphant T.E et al. SciPy 1.0: Fundamental Algorithms for Scientific Computing in Python. Nature Methods. 2020; 17: 261-272. DOI: https://doi.org/10.1038/s41592-019-0686-2

McKinney W. Data Structures for Statistical Computing in Python. Proceedings of the 9th Python in Science Conference (SciPy 2010). 2010; 56-61. DOI: https://doi.org/10.25080/Majora-92bf1922-00a

Harris CR, Millman KJ, Walt SJ, Gommers R, Virtanen P, Cournapeau D et al. Array programming with NumPy. Nature. 2020;585: 357-362. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2

Lemenkova P. Python Libraries Matplotlib, Seaborn and Pandas for Visualization Geo-spatial Datasets Generated by QGIS. Anais do Universitatii "Alexandru Ioan Cuza" din Iasi - seria Geografie. 2020; 64(1): 13-32.

Rosa GH, Rodrigues D, Papa JP. Opytimizer: A Nature-Inspired Python Optimizer. Universidade de São Paulo. 2020.

Al-Dhabyani W, Gomaa M, Khaled H, Fahmy A. Dataset of breast ultrasound images. Data in Brief. 2020; 28: 104863. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.104863

Downloads

Publicado

19-11-2024

Como Citar

Moura Filho, J. O. F., da Silva, M. E., Gomes, K. A. S., de Souza, S. D., & Amora, M. A. B. (2024). Detecção de câncer de mama por imagem com classificador híbrido. Journal of Health Informatics, 16(Especial). https://doi.org/10.59681/2175-4411.v16.iEspecial.2024.1353

Artigos Semelhantes

<< < 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.