Walidacja syntezy obrazów medycznych, z zastosowaniem metod konstruktywnej indukcji oraz zbiorów przybliżonych
Krzysztof Pancerz1,3, Łukasz Piątek2,3, Mariusz Wrzesień2,3
1 Katedra Zastosowań Systemów Informatycznych, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania, ul. Mjr H. Sucharskiego 2, 35-225 Rzeszów, Polska
2 Katedra Systemów Ekspertowych i Sztucznej Inteligencji, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania, ul. Mjr H. Sucharskiego 2, 35-225 Rzeszów, Polska
3 Instytut Informatyki Biomedycznej, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania, ul. Mjr H. Sucharskiego 2, 35-225 Rzeszów, Polska
W Polsce odnotowuje się stały przyrost zachorowań na czerniaka skóry, przy czym jednocześnie występują wyraźne ograniczenia w zakresie upowszechniania algorytmicznych metod, wspomagających diagnozowanie tegoż schorzenia. Analiza dostępnych danych literaturowych wykazała, że pomimo znaczącego rozwoju dermatoskopii cyfrowej (wspomagającej pracę dermatologów), obrazowanie obejmuje jedynie wizualizację ograniczonej liczby obrazów znamion, na ogół zapisanych w trudnodostępnych, komercyjnych bazach danych. Dostrzeżono natomiast brak doniesień na temat algorytmicznych metod komputerowego generowania obrazów tego typu.
Z tego względu celem badań – podjętych w naszej grupie naukowej – jest próba opracowania zestawu skutecznych algorytmów syntezy statycznych obrazów medycznych, na przykładzie obrazów znamion melanocytowych skóry. Algorytmy tego typu będą polegać na konwersji tekstowych opisów znamion w ich obrazy syntetyczne. W zasadniczym zrębie algorytmów zostanie zastosowane połączenie (i) procedur syntezy stosowanych w grafice wektorowej, (ii) procedur syntezy grafiki rastrowej oraz (iii) elementów nadzorowanego uczenia maszynowego. Mianowicie, zakłada się wykorzystanie algorytmu konstruktywnej indukcji cech, w połączeniu z sieciami przekonań Bayes’a, w celu wykrycia zależności występujących w danych źródłowych (tj. danych tekstowych). Ponadto, w procesie walidacji poprawności odwzorowania wybranych elementów syntetycznych obrazów znamion, zostaną wykorzystane tzw. rozszerzenia systemów informacyjnych oparte o teorię zbiorów przybliżonych.
Przewiduje się, że nowo-opracowane algorytmy syntezy – zaimplementowane w autorskim narzędziu informatycznym – powinny umożliwić syntezę statycznych obrazów znamion melanocytowych najbardziej zagrażających człowiekowi, tj. z grupy Nevus oraz z grupy Melanoma, obejmując syntezą także wszystkie podtypy tych znamion.
Badania nad opracowaniem oraz implementacją algorytmów syntezy obrazów znamion są realizowane w ramach projektu badawczego NCN nr N N516 482640 (kierownik: prof. dr hab. inż. Zdzisław S. Hippe).