19
217 _ ) 33 ( ) 3 ( 2011 Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series Vol. (33) No. (3) 2011 * ** ) 24 / 1 / 2011 . 5 / 6 / 2011 ( . . . FCM . 11 . . : . * . ** ) ( .

Published Paper 2011

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Published Paper 2011

217

������� ��� ��� ������ ����� ���� ���� _ �������� ���� ������ �����)33 ( ���)3 (2011

Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series Vol. (33) No. (3) 2011

������ ���� !"��#� �$ %��&�� ����� ��'� �� "��� �������� ����'��� ������� ���(� ��& �$ �)�� �� �������

��* ��� ���) ��*

����� ,��**

) -� �.� /���24 /1 /2011 . 23 4� �$ ����� ,5 / 6 / 2011(

���� 5"�� ����

������ �� ��� �� � ��� ����� ��� ���� �� ������� � ����� �� � ���� !��� �� ��"� �#$����$�� .��&�� ��� �� �� ���'��� .�'(���� )��$���� ��*�� ���� ���+� � ��,� �'����� �� ���- )��'�.�� )����

� ��� � ��� �� ���� ��. ��� !�(�� �� ��$�� � ��� ��"� /0+� 1� 234 �� ��������� . �'����� �� ��� )������� 5��3� ���6��+ ���+� �� ��$�� � �� �� ������� � ����� /0+� � ����7��FCM.

� ����� )�� �(�� �� ���3� �'� � ��� � ��� �� ���� ��. ���- �'� ;��� ����11 ����� � ����$�� �� .!��� =>��� !� ��� ��� �� ) �4 �*- �#$ �� ��� /0+� � 2$ ������� � ����� ��? @�- )�'�+� �$�

��$�� �� ������� ��"� �.�� � � � ����� A�� /0+� � �*� ��.*�.

����6��� ��)�� : ���4 ��$��- ��"� �#$�� ���� !��� �� �- )��$���� ��*�� �'(���� -��3������ )��'�.��- )������� 5��3�- ���*��� �(�� �3��.�.

* 7��8– ������ �� ���� ��3– ��:���)��� ��)��)���� �� ���� ���)– ��� ����– ��� – �����. ** ��* ��� ;��)������ (– ������ �� ���� ��3– ��:���)��� ��)��)���� �� ���� ���)– ��� ����– ��� – �����.

Page 2: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

218

������� ��� ��� ������ ����� ���� ���� _ �������� ���� ������ �����)33 ( ���)3 (2011

Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series Vol. (33) No. (3) 2011

Using Image Processing Techniques for Automatic

Extraction of Liver Suspicious Regions from X-Ray

Computed Tomography Images

Dr. Maan Ammar*

Bassel Al Samman**

(Received 24 / 1 / 2011. Accepted 5 / 6 / 2011)

���� ABSTRACT ����

This research aims at developing a method that can perform automatic computer

aided detection of suspicious regions from the liver. The proposed method consists of two

phases. In the first phase, the region of the liver is automatically extracted from a CT

abdominal image, using connected components labeling technique, and morphological

operations. In the second phase, suspicious regions are further extracted from the extracted

liver region using the Fuzzy C-Means Clustering (FCM) algorithm.

The CT images dataset used for this work comprised 11CT abdominal images

contain suspicious areas in the liver regions. The proposed method gave promising results

where all suspicious regions were automatically detected and extracted. The accuracy of

extraction differed according to the nature and location of each lesion of those detected in

the liver.

Key Words: Liver Tumors, Computer Aided Detection, Connected Component Labeling,

Morphological Operations, Data Clustering, Digital Image Processing.

*Professor, Department of Biomedical Engineering, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering,

Damascus University, Damascus, Syria.

**Postgraduate Student, Department of Biomedical Engineering, Faculty of Mechanical and Electrical

Engineering, Damascus University, Damascus, Syria.

Page 3: Published Paper 2011

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

219

�� '�: @�3 �.>�#�� )��� � �� �� ��$�� �� � �.�� @��# )��� � �� H��4 ���7 I�4 �'� ��(� -���.�� ���[1] .

@�L�� �� �M� � 3 �� ����L�� ��N.�� ��$�� ����,O )1����� �� ��6� �7��+�� I���4 �� �$���� �#$�� �P�!����� ��* �'� Q����� R�� S0.�� T�3�[2].

.� U� � ���� !��� �� ��"� �#$�� )����Computer Aided Detection ��"� 2�'���� =>��� ���+� �� !���6 �� @!��� � @��� ��� �� �('� � ���� ���.#�� ��� �� /�+#� �*�Radiologist -�� �#$�� ����

�$���� ��$�� )��? 27� ��� �� �(�� �� ��L� ���� ��N���� )��"� /�+#�. h� �@��� � �@���7 �@�4� )������ A�� ��)��"� �#$ ��- i��(�� /�+#��� ��� 2(��- �'� ��$&��� 5�

�>����� /�+#��� R� �P� �� �� � ��� �� �4 ���[3]. 234 �� �>�� �� �� ���.�� �� � �� �#$��$�� �� ������� � ����� ��(0+� �. ���.� �� �>�� �� A�� ��

��'���� )���6��+ �'�$ ����� �� ����� �' �� ���� � ����� �� )���6��+Seeds ��+� ��� 2�* ��[4] - ���l� �� 2�'�� �'� ���.� �� ����� ��� � ��� ��. ��� !�(�� ��$�� /0+� 1- /0+� � �7 �� � �����

��$�� �� �������[5] -n�+4 �>�� ���.� ��(��� 2���� �� �3����� �(�� �3��.� �'� ��'�+���) @.��� �� ��6���'��� !����� ( /0+� 1 ���� �3����� )������� �'��$� �7 ��������� � �����[6] - ����� �� n�+4 ��3 ��

��+? ����(.�� )�$�#�� ���+� � �'� �������/0+� 1� ��'�� ����� 234 ��- �� ���.�� �'� �����1��/>�(+��- ������� 27� �������� )�� �� ��[5,7] -N.� ����� -�@��+4�� �'� ����� ���� �����+� � � ���'�

��(0+� � ������[8]. ��� 2$#� �$��)� ����� ����,� A�� �� !� ��� �>�� �� ���(�: 1. � "����� ,*6� ��� ��: • ���? �(� �>�� )��'���� :( ��� ����� �' ����+� ��� 2�* �� ��>����� )�����- $ ������� � ����� �����

��+� ��� 2�* �� ����� 2$#�- ����� �� ����+�Seeds ��� � ���� � ����� A�� ��� ����� �� ��� [4]. • ���? �>�� :�>�� �� A�� 2�� �� ��+� ��� 2+��� 1 -$ ��$�� /0+� � ���l� �� 2�'�� �'� �����1��!�(�� � ��� � ��� ��. ���- ��$�� �� ������� � ����� /0+� � �7 ��[5] .

2. =>?�� ,���� ��� �� %��&��: • ��. ��� !�(�� �� ��$�� � �� /0+� �� �� �>�� � ��� � ��� - ������� � ����� /0+� � ���'�

��$�� � �� ��[5]. • �>�� �#��� 2$#� � ��� � ��� ��. ��� !�(�� �� ������� � ����� /0+� �� ��[9]. 3. ��� ���� "����� ��&�� *: • @!�( ��+� � �>�� @!��� /0+� � 234 ����� ��� �������[5]- @0�7�� � .� ������� ��.�,� �>��7

� ����� A���. • ��.�,� �707 2�7�� 2�$#� 234 �� �(�� �� �' ' �'� ���.� �>�� ������� � ���'�[10,11]. 4. ��� ��;�)�� ��&���� "�����: • �>�� ��+� � @�(� @��. � ��$�� � �� ���� �$� @��N� ��'�(��� 2��$� [12].

Page 4: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

220

• ������� � ����� /'+� � �>�� �L��� Qt� ��L �� 2�(��� 2��$ ��$�� � �� !�(�� �� ��. ���[6,13].

@$� A8� ����� ���A8: �� � ��� ����� ���� �� ��� ��1/0+� � ��"���$�� � �� �� ������� � ���' ��. ��� !�(�� ��

� ��� � ��� �� ����- ��+� � ����� ��� ���3 ��� �(�� �� ��$�� � �� /0+� 1 !! �� ���� ��. ��� �'(���� )��$���� ��*�� ���6��+ �'� �����1�� �@��? � ��� � ���CCL - ��$��6��+ ��+� �� )������� 5��3�

FCM�� ��$�� � �� �� ������� � ����� /0+� � �('+� ���.

���:� B ���� �����: �� ������� � ����� /0+� 1 !� � ��� ����� ��+� � �(�� �� ��$��! � ��� �� ���� ��. ���

��+� ��� 2+�� �� �@��? � ��� . h� 63� ��'�����'��� �'� /0+� 1�: � ��1� �'����� :��� ���� �� ���� ��. ��� !�(�� �� ��$�� � �� /0+� � � ��� � ���. � ����7�� �'����� :��� ���� �('+� ��� ��$�� � �� �� ������� � ����� /0+� �.

���0$����� �� ��? 2$#� ;42+�� �� ��+� ���. �� !���� ����� �� ���+� ��� ������( ���3� � ��� � ��� �� �� ��. �- � �� �'� ;���

��$��- )12 ���� (��N��) :1 ( @���4� ���4 ����$) .2 ( @���4� ������� ����7 ����$) .3 ( @0�$ ���' ����) .4 ( ������� �� ����+� 234 �� ��' ��$ !� ��� -���' �� )1���� �'� h����+� ��� �(�� �$� ����� �� R��3� ��

� ���)��"� )1�� �'� ���4 ����$�� �.>�#�� �������.

�"���� : �)�� �$ �C��" ����� ���) �"���� : �)�� �$ ���)

�"���� : �)�� �$ ����C ����� ,�) �"����:���� �)

,)���)1 (�� "����� ������ ��&�� ���E�� ���� ����(� #��� F7��

Page 5: Published Paper 2011

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

221

#�� ��(��� 6$��� ��4 5� �� ����� ��� �� �(�� �'� 2(��� ���#�� �� �(�+�� ���. - ��� ��* /�+#��� 6$������ �� �('� ���+� ��� ����� ��� ��.

%������ �'�����:

���&� !� ��� ��� �� 6����: 1. ���'��� ��� R;63��� v� 4 �'� ��:)1( ��. ��� !�(�� �� ��$�� � �� /0+� � �� ����

� ��� � ��� .)2( ��$�� � �� �� ������� � ����� /0+� �. 2. ��. � ����# !�( ��+� �!��� � ��� � ��� @0�7�� � .�� ������� 2�$'� ��.�,� �>��7. 3. ���.� � ��� � ��� �� ���� ��. ��� �('� ��.� ��$�� �'� ��$�� � �� I�� �$� @��N� 2��$���'�(���. 4. ��+� ��� �� 2+�� ;4 �' �� 1 -2������ 5��3 �� ���? ��� .

Page 6: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

222

�� ��$��� ��� �� A�� �� �.����� )� +�� ������ �*��(�� +��� �������'���:

,)���)2 (����� �$ %������ �'����� ���" ���� �3� �& ��"�

الكبد المناطق المريبة في منطقة

من FCMالـ تطبيق خوارزمية

جل تجميع عناصر صورة منطقة أ الكبد ضمن ث!ث مجموعات

التي تمثل المناطق الصورةتحديد المريبة في منطقة الكبد

حذف المناطق ذات المساحات اتالصغيرة بالمقارنة مع مساح

المناطق المريبة

استرجاع القيم ا+صلية لعناصر المجموعات الث!ث

صورة الدخل

الصورة المقطعية لمنطقة البطن

صورة الخرج

التخلص من مناطق ا+عضاء ا+خرى التي تظھر إلى جانب

منطقة الكبد

استرجاع القيم ا+صلية لعناصر منطقة الكبد

تعتيب الصورة باستخدام 200و 90العتبتين

CCLتطبيق خوارزمية

لترقيم المناطق المتصلة المكونة للصورة

تحديد واستخ!ص المنطقة ا+كبر التي تحتوي على

منطقة الكبد

استرجاع القيم ا+صلية لعناصر المناطق المريبة

المرحلة ا+ولى المرحلة الثانية

Page 7: Published Paper 2011

Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

����� �'���� ��������( �(�� n��� �'� ���� � 2�(����� !� ��� ��� �� �� ��

�� �� /�+#��� ��#4 �* -����� �� ���+� ��� �(�� n��� /�+�� � �� �� �� �0�+1� �� � !��3��� ��.��� ���6���� �$�� -� �, )��

�� ��&�� �8�� "��� ����� �$(

2�3��� ��� ����� !�([90w200] ;� � ���*��� ����� S��+ ��� ;� � ���* 2�3���1 ) ����

���, �� � �

;������ ��$���� 2�'�� �,)�������� )�� �� ( �('� I� ���* ;��� �����.�� ��� 5*��� 2�3��� ��� ����� ��$�� � ��� �'$#��� !�(�� �(��� �L.� �4 ��L4 ������+� � ���� ��� ��

منطقتان

مريبتان

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

223

G��(� �������)%��&�� �� �)�� �'��� !"��� ����'��� ����� �'���� �������� ,� �'����� )� + !���� A�� �� �(�� n��� �'� ���� � 2�(����� !� ��� ��� �� �� ��

����� �� ���+� ��� . 2$#�� ����(2) �� �� /�+#��� ��#4 �* -����� �� ���+� ��� �(�� n���(��� �� ������� ��� �� �3 ��� �� ���,�� �� �� �0�+1� �� � !��3��� ��.��� ���6���� �$�� -� �,

��.�� �� ����$�� ��0+�� ��� ���� ����� ��0+ ��� ��������.

,)���)3 ( �& �% ����� �'���� ������ ����'�)�� ��&�� �8

,� �'����� �$�� �� �� v�+ +)� ������ ���� �'�: (� %��"��G�� : R� �� ! +�� A�� �� ����(�� 2$ 2�3��� ��� ����� !�(

�'$ ��L�� 4( -2������ �(�� 2$ R� �� ��� !�(��� �����Q��4.(

� � 0if90 � ���, �� � 2001otherwise

�����.�� ����� ����+� �*)90 200 ( ;������ ��$���� 2�'�� �, �����.�� ��� 5*��� 2�3��� ��� ����� ��$�� � ��� �'$#��� !�(�� �(��� �L.� �4 ��L4 ������+� � ���� ��� ��

���������� �� (90 200.

(1)

���#� �.��3 �'3�

G��(� �������T�#� ,� �'����� )� + !���� A�� ��

����� �� ���+� ���(��� �� ������� ��� �� �3 ���

��.�� �� ����$�� ��0+�� ��� ���� ����� ��0+ ��� ��������

,� �'����� �$�� (� %��"��

0) ���� �'$ ��L� �'$ ��L�Q��4

�����.�� ����� ����+� �*

�����.�� ��� 5*��� 2�3��� ��� ����� ��$�� � ��� �'$#��� !�(�� �(��� �L.� �4 ��L4 ������+� � ���� ��� ��)�� �� ����*���������� ��

Page 8: Published Paper 2011

��� �� -����

�����'�� �� "��� ;������ ����* �* ������ %��&��90 �200

�'(���� )��$���� ��*�� ���6��+ ! +�� A�� �� ���CCL - ��*���� ����� ��N.�� �'(�� �(��� ���3� 2$ � �� ����� ��� . !�(�� �,�'(���� ���� �� �'�1 0.

��N.� �� �'(����� � ����� �� ���3� �'��'(��.

;��� ����#��� �(�� �'� �@������ ���� �'(���� )��$���� �'� � ��� � ��� �� ���� ��. ��� !�(�� �� @��� � ��$,� � ���� ���4 ��� ��#�

��$�� � �� �'� ;��� ���� ��$,� ��� ��� )�� ��$���� ����� �� ���$�� ���. � �� ����� � x'��)51071 �(�� @� (� ���� 2$#�� �� ������� ��$,�(5) .

�4 y�� �� �� �� -n�+,� R�N�,� R���$�� � ��.

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� �������

224

,)���(4) �����'�� �� "��� ;������ ����* �* ������ %��&��

���C�� %��"��: �+� ��'(���� )��$���� ��*�� ���6��+ ! +�� A�� �� ����'(����( !�(�� �� ���� 2$#���N.�� �'(�� �(��� ���3� 2$

)��$���� ��*�� ��'�� ����� �� �� ��>��7 !�( �� ��� �� ! +�� �� �3����� �'(���� �.���� � ���6��+)��$���� ��*�� �'(����CCL ��N.� �� �'(����� � ����� �� ���3� �'� � �4 !�(�� �'� ���6��+�� ��� �2$#�� ��)4( 339 � �� �'(���C�C�� %��"�� :��$�� � ��� ������� �������� ! +�� A�� �� ��-

���� �'(���� )��$���� �'� � ��� � ��� �� ���� ��. ��� !�(�� �� @��� � ��$,� � ���� ���4 ��� ��#���� �� ! +�� �� �����*�- ��$�� � �� �'� ;��� ���� ��$,� ��� ��� )�� ��$���� ����� �� ���$�� ���

)��� � Q��.� �� ��� ����� ����� ��$4 �4 !�(�� �� �'(����� �� 5��3 �(��� ��� �4 �*� ����� �(��� )�� -��(�� ���* n�+,�� ����

�'� ;��� !�(�� A�� �4 L�0���$�� � ��- ��� 634 �� ���.�� ���3 �4 y�� �� �� �� -n�+,� R�N�,� R��(��.� �������� )�� �� ��* ��� ����* R�63,� A��� �������� )�� �� ��* ��$�� � ��

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� �������

���C�� %��"��

)���)��$� �'(����)��$���� ��*�� ��'�� ����� �� �� ��>��7 !�( �� ��� �� ! +�� �� �3�����

2(�� �.�Q.���.�� � �4

�C�C�� %��"�� ���� �'(���� )��$���� �'� � ��� � ��� �� ���� ��. ��� !�(�� �� @��� � ��$,� � ���� ���4 ��� ��#�

��� �� ! +�� �� �����*� )��� � Q��.� �� ��� ����

5��3 �(��� ��� �4 �* �'� ;��� !�(�� A�� �4 L�0�

�(��.� �������� )�� �� ��* ��� ����* R�63,� A��� �������� )�� �� ��*

Page 9: Published Paper 2011

Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

%��&�� �$ ��)(� �'�����

��3������ )��'�.�� ��Morphological Operations n�+,� R�N�,� R�634 �� /'+���. ��

63,� ��� !��t(�� 63���� 5 *R���� ���� �� y��$ �'(���� R� )�Closing ���$� -� 3�� ��� ��.�� ��� ��

!��t(�� �7�� �� /'+���- ��� �� �.*��� )�l����� R2�����'�.�� �� I���+� �[14].

��$�� � �� � 3 �� !��t(�� )�l����� R2� 234 ��- �(�� ���+� ��

%��M&�� N��6�� =,�� �)�� �$

OpeningClosing 2(� 234 �� ��������� 2$#�� ;�>�� 2�$#� �(�� ���+� �� y��disk ;� � A� *13 �(�� @�.

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

225

,)���(5) �&�*%��&�� �$ ��)(� �'�����

������� %��"�� : A�� �� �� �! +�� @�' ' ��3������ )��'�.�� �����'�� �������� }��Opening }��Closing ��$�� � �� �'� 2(�'�- n�+,� R�N�,� R�634 �� /'+���

Opening � 3�� ��� ��.��� 63,� ��� !��t(�� 63���� 5 * !��t(�� )�$�� �� )�� � � ���[14].����� 2��� 2��������'�� }��Closing

��N�� )�. ��� =��� ��,� ��'�.'� v$�.� 2$#�- !��t(�� �7�� �� /'+��� �3�����+� 2�$#��� �(�� � ����� ;������ ����'�.�� �� I���+� �

������� �� ��� ��'�� �����Closing ��$�� � �� � 3 �� !��t(�� )�l����� R2� 234 �� 2$#�� ;�>�� 2�$#�disk ;� � A� *3 �(���.

,)���(6) ����* ����� �* ������ %��&�� Q�� Closing %��M&�� N��6�� =,��

���'�� ����� ��$�� � �� �� !��t(�� )�l����� R2� �'�Opening ��N.� �� ��'�+��� R�N�,� � ��� - 2$#�� ;�>�� 2�$#� �(�� ���+� �� y��

���#� �.��3 �'3�

������� %��"��

���'�� ����������'�� }��Opening

!��t(�� )�$�� �� )�� � � �����N�� )�. ��� =��� ��,� ��'�.'� v$�.� 2$#�

� 3�� . �3� ������� �� ��� 2$#�� ;�>�� 2�$#�

���'�� ����� ��$�� � �� �� !��t(�� )�l����� R2� �'�

��N.� �� ��'�+��� R�N�,� � ���

Page 10: Published Paper 2011

��� �� -����

�E�� �* =E*(� ����

������ %��&�� G�* ,)��� �$)7(

���N��( ����NM� � ����� �� /'+�'� ;� � � *25 �(�� @� ) ������ ���* ��

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� �������

226

,)���(7) �* ������ %��&�����* ������ Q��Opening&6�, �E�� �* =E*(� ����

,)��� (8) �* ������ %��&������* ����� Q��Closing������ %��&�� G�*

� �� �� �7$4 2$#� L�0�) ��� ���NM�� ��$�� � ��� �� ���N�Opening- 2�$#� �(�� ���+� �� !���� A�� �$��; ;� � � *

��$�� � �� ���3 ��� ��L� �4 �$�� ���� ��l���� ��l � �����(:

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� �������

� �� �� �7$4 2$#� L�0�

��'�� ������ ��Opening�� ��)� ��$�� � �� ���3 ��� ��L� �4 �$�� ���� ��l���� ��l � �����

Page 11: Published Paper 2011

Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

�� �"��������� ���N���� ��N

�('+� ��� ����.�'� �@� ��'(,� !�(�� ��

�∗��, �� �

��'(,� !�(������, �� :2$#�� �� !�(��)9(

����� �'���� �������� ����'���

�� � y�� A�� �(��.� �������� )�� �� ��* �4 � ���� A��)�3��.��� 20+ �� ��0��.

�)��

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

227

,)��� (9)�* ������ %��&�� ����* 7�6�� Q��Opening �� �"���

���"�� %��"�� : 53�� ���$�� � �� �(��.� ��'(,� ���� �('+� ���

� � �����, ��if����, �� � 00otherwise

�∗ :!�( �('+� ��� ��$�� � ������, �� : ��'(,� !�(��

,)���(10) �)�� �'��� �� �&�"����� %��&������� �'���� �������� ����'���

2$#�� ��(10) ��$�� � �� �� R63 �3- �� � y����$�� � �� �(��.� �������� )�� �� ��� ����*. h�2�6 � ���� A��

الكولون

(2)

���#� �.��3 �'3�

���"�� %��"��

)2(:

���: ∗��, ��

h�L�0 � ���� ��$�� � �� �(��.� �������� )�� �� ��� ����*

Page 12: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

228

���C�� �������) !"��� �)�� �'��� �� ������� ������( �3� ���� ������� � ����� � ��� � ��� ��'(,� !�(�� �� �('+� ��� ��$�� � �� !�( ��N��

��(0+� � . �.� ��'�.�� A�� @��'�� @��.(- @�L�� 2$#�� ��� �� ������� � ����� A�� �.�� � ���.��� H6��� .y��� )���6��+ ��3�� ;��N�� ������ )1���� �� H���� ��� 5� 2��.��� �'� !���* ��N���� ��'�+��� .

�� ���3� 2$ ���� y��#� ���� )������� �� ���3� ���4 �'� !�(�� �(��� ���3� ��� �L���� ���.� />�(+� ��N.� 5� �(��.��)�� ��* 27��������� )�� (- 234 �� )������� 5��3� )���6��+ ���+� � �$��

5��3� -)���3� ��N !�(�� �(��� ���� ���3��� �(��� I��#�� �(��� 5� �'�+� ��N.� 5� !�����n�+,� )���3���. ���6��+ �.� }��FCM h� ���� )������� 5��3� )���6��+ ��4 ��4�(�� �3��.� 2�3� �� ��+� ��� ��[5].

���.� 1 ��* �'� )������������ )�� '� ����7- ���� 2$ 5� 2��.��� ��� 2��� �'�!!��3 =>��� � .� ��� -- �'� �� �l��� �('� �������� )�� �� ��* �� ����� �32��.�� �� ���.�� �� =��� ��� ��- ��'�� )�������� 27�

Q���'� ��� 3�� )��(���� ��(���. }�� ���6��+ ��� ��FCM ��$�� � �� !�( �'����+� ��� 5�����fcm �� !�(�� �3��.� ���$� )��4 ��MATLAB[15]:

[center (3) ,U,obj_fcn] = fcm(data, cluster_n, options) ���:

� data : ���3�)���(� ()���3� ��N ���� � ������ )�������- A�� � �� � 2$ 2$#� ���� )����� � � ���(���)!�(�� �(��� �� �(�� ������ ��.(

� cluster_n : )���3��� ���) I���*����� �� ��$4.( � center :�� ���3� 6$�� )��7���� 27�� � 2$ �4 ���� ��>����� )���3��� 6$��� ���(���. � U : ��>�#.�� 5�6��� ���(�)�����N�� (�3�����. � obj_fcn :���6��+�� ����� ���$� 20+ 5����� ��* ���(�. � options : ���� )����+�� ���(�����0+ �� ���$��� )��������� �5����� �������� ���� �'�: o 2,� ���+�� : ��>�#.�� �3��Fuzziness Degree.��N����1� �����:2. o ���7�� ���+�� :� ��L�,� )���$��� ��� )� +'I� T� ���. ��N����1� �����:100. o ���7�� ���+�� : �� ��� T� ��� 5����� �3���� � ��'� ���t(,� �����+ ����� ���$� ����� � 234 )�

5�����- @.� y��� ��L�,� )���$��� ��� ��� ��N. ��N����1� ����� :0.00001. o 5����� ���+�� : Q����'$��� 5��� � ���� ��* 20+ ������� ��'��. ��N����1� ����� :1.

��&���'����� v�+ �� ����7�� )� + ������ ���� �'�: %��"��G��(�: }�� 5��� ��� �� ! +�� A�� �� ��fcm �('+� ��� ��$�� � �� !�( �'� ���+� ��

��N����1� )����+�� ���(������ }� )���3��� ���3-)���3� �N� �������n �07�� )���3��� A�����'+ �� 5� ���� !�(�� �(��� !�(��- �(�� �(��� ����7 ���3� �N� ����� ������� ������� � ����� �� !

��.�� �� � ����� �� !�(�� �(��� !��+,� ���3��� �N�. 2�3�� ����(1) 5����� ����� =>���fcm !�( �'� 2$#�� �� �('+� ��� ��$�� � ��(10):

Page 13: Published Paper 2011

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

229

,� ���(1) ^���� ����)� ,!" ������ ��3� �6�)��� ^�� ��3fcm Iteration Count

�*����$��� Cost Function(obj_fcn)

��'$��� 5��� ���* Improvement Value (ε)

� ���� ���* 1 14324.457117

2 11095.385136 3229.071981

3 11094.741025 0.6441111

4 11084.445149 10.295876

5 10922.407518 162.037631

6 8911.165077 2011.242441

7 2929.070674 5982.094403

8 1614.482088 1314.588586

9 1281.112222 333.369866

10 719.559898 561.552324

11 562.817394 156.742504

12 530.893084 31.92431

13 523.099320 7.793764

14 520.991893 2.107427

15 520.389860 0.602033

16 520.212805 0.177055

17 520.159923 0.052882

18 520.143996 0.015927

19 520.139177 0.004819

20 520.137716 0.001461

21 520.137272 0.000444

22 520.137137 0.000135

23 520.137096 0.000041

24 520.137084 0.000012

25 520.137080 0.000004

����� �� 2�3��(1) �*� ���$��� �� )t'� � ���� ���* �425 T� ��� ���t(,� ����� �� �t(4 @ ���* � ������� -���� �*�5����� ���$��� ��� ���.

5����� ��� � �� =���fcm �� �'� ���3� 2$ �(��� 2�$#� ��.� -�(��� )���3� �07! 2�$#����'(,� !�(�� �� ���� R63 . 2$#�� ����)11 (�(�� )���3��� �� ���3� 2$ �(��� 2�$#� �� �3�����

�3����� �07��:

)8) (;) (F(

,)���(11) ��&�� �!C�� *������ �&�* ,�)�� �* ������ 8b ��E��� %��&�� ��6�" �&�* %��& c *� c!��3 c ���6�"�� G�d ����� # ���� �&���� �� �

;b ������ �&�* %��&������� �)�� �$ Fb �&�* %��& ������������� �$ �)��

Page 14: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

230

���C�� %��"��: !�( 2$ 234 �� �� ��� �� ! +�� �� �3����� �(�� �� �'����� �(��.�� H�3�� �� ��� �� ��$�� � �� !�( 2$#�� ��)10(- 5� !�( 2$ �(��� 5 �� �����$�� � �� !�(- �( �07 2$#���

��N.� ��.�3� ���* ��� ��>63 5�Q.� � =����'(,� !�(�� ����� 27�� ���� 2��$ ��(0+� � �� ���� ��$�� � ����,� �'����� ��.

)4) (� ( )S( ,)���(12) �!C�� *������ ��& G��(� ������� �* ������ �)�� �'��� %��& �� A�&�* -����� �� 8b ��6�"�� G�d ����� # ���� �&���� �� �c � c!��3 �c * ��E��� %��&�� ��6�" �&�* %��& ;b ������ �&�* %��&F �)�� �$������� b �)�� �$ ������� ������ �&�* %��&

%��"���C�C�� :� ! +�� A�� �� ���3����� �07�� )���3��� /�� ��� �� ! +�� �� ���3��� �����

������� � ����� ��0+ 27�� ����- �, y��5��� }��fcm � .� 1 ������� �� �07�� )���3��� �( I �� 2$ �� ��� !�� ���������A )���+� �� ��� �� )�� .� �� ��2+���( @�>�� Q���� �4 5� � � 1 ���4 ;4 -� ��,� ���3��� �4

��$�� � �� �� ��.�� �� ��0+�� 27��- ����7�� ���3��� �4 ��$�� � �� �� ������� � ����� ��0+ 27��- �4 �7��7�� ���3��� 27��!�(�� ���'+ ��� ����� ���� ��0+�� .�� �*���3��� ����� /���� ��'�� ) �����1��

���3� 2$ �� �������� )�� '� ��L.�� ����� �'� �,: �� � �� � �� ���: �� : �(��� ���3� �� �������� )�� '� ��L.�� �������$�� � �� �� ��.�� �� ��0+��. �� : ���3� �� �������� )�� '� ��L.�� ����� �(���������� � ����� ��0+ ��$�� � �� ��. �� :!�(�� ���'+ �(��� ���3� �� �������� )�� '� ��L.�� �����.

�� �3����� �07�� �(�� �� !�( 2$ �� �������� )�� '� ��L.�� ����� �� � ��� y�� 234 �� �� ! +����$�� � �� �� ������� � ����� 27�� ���� !�(�� ������ ��� �� �#�� ��� � ���.

%��"���������: � ! +�� A�� �� ��!��t(�� )��� ��� )�� � ����� �� /'+��� @�3�- 5� ���������� �)� � ���� ������� � ����� ���(0+� � ��- 5����� ��� � 20+ ��bwareaopen - )��'�.�� 5��� ��4 �

�� !�(�� �3��.� ���$� �� !�3��� ��3������MATLAB. � ��� ��� ��� ���� �'(���� � ����� 5��3 ��� �(��� ��2*4 ���� ��� ;� � 4 )100 �(�� �� �� ������ ���* ��)� ��� A���!��t(�� � �(:

(4)

Page 15: Published Paper 2011

Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

���'����������� ������ ���

!�( �� ������� � ����� �(��.� ����.�'� �@� ��$���5�:

�∗��, �� �

��$�� � �� /0+� � �'���(

�)�� �'��� �� �&�"�����

)�� ���� ������� � ����� ���3 ��� !�(�� �� ��l�� ��l������� � ���'� �������� )�� �� ��* ��� �(�+�� �������� )�� �� ��* ��� 2(���� ������ �� �. /'+��� �$��

- ����� �� ���� -��� ��� -2$#�� (....�� 5���

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

231

,)���(13) c � %��M&�� ����� �7 ��&���� ������ e7� � ���'���

���"�� %��"�� :��'(,� ���� 53�� � !�( �� ������� � ����� �(��.�

� � �����, ��if�"��, �� � 00otherwise

�∗ :��$�� � �� �� �('+� ��� ������� � ����� !�( �� :��1� �'����� �� �3����� ��$�� � �� !�( )��$�� � �� /0+� � �'����� :2$#�� �� ��>��7�� !�(��)13(

,)���(14) ������� ������ �)�� �'��� �� �&�"�����

�� L�02$#��(14) � ��� �3)R�634 ( )�� ���� ������� � ����� ���3 ��� !�(�� �� ��l�� ��l������� � ���'� �������� )�� �� ��* ��� �(�+�� �������� )�� �� ��* ��� 2(���� ������ �� �

��l R�63,� A�� ��������� @������� ��(>�(+ ����� �'�)- ����� �� ���� -��� ��� -2$#�� A��� �����.��� ������ 2�$'� �� ���� />�(+��[16].

(5)

���#� �.��3 �'3�

���"�� %��"��

���: ∗��, �����, �����, ��

� �� L�0

������� � ���'� �������� )�� �� ��* ��� �(�+�� �������� )�� �� ��* ��� 2(���� ������ �� � ��l R�63,� A�� ��

A��� �����.���

Page 16: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

232

,� ���(2) �$ %��&�� ����� ���)� �� �� "����� ^������ �Af� ��:3MATLAB T�#�� 5�����

��>��7 !�( ��� !�(�� 2��� im2bw

����� � �����)�'(���� )��$����( ��>��7�� !�(�� �� bwconncomp

� ����� ���)��� ��� )�� ,� ��� � �� 2* ���.�)������� ���( ��>��7�� !�(�� �� bwareaopen

}�� ��'�� ��� �Closing A����� �' ��� ���'� � ��� 2�$#� �(�� ���+� �� ��>��7�� !�(�� �'� imclose

}�� ��'�� ��� �Opening A����� �' ��� ���'� � ��� 2�$#� �(�� ���+� �� ��>��7�� !�(�� �'� imopen

}�� ���6��+ ��� �FCM !�(�� �'� ��>��7�� ����� ��� )���3� ��N ���(��� 5��3� 234 ���@� � �����

fcm

��3����� l:����: ���� =>����� ��4 �'� ���� 2�3����� ��� �� ��� �� ����� ��'(� ���* �� � ����� �*� ��� �� ����# ���

������+� � ���� �(�� �'� A��:

,� ���)3 ( ����� l:���'����� ���:� ;�� ,)�� ��&�� G�* %������* ������ ��.�� /0+� 1� �*�% )�L�0�

����$�� ��0+�� ���4 ���,� 6 95 /0+� � �������� � ����� �L.� ����7 ����$ ���4 ������� 2 80 ����7�� ������ � ����� �L.� /0+� � ��

��' ��$ ���� 1 100 �> �+ �3���$ � ��� ;4 /0+� � ��� �� � �$ Cyst ��$�� � �� �� 1 100 � �$�� � �� 2��$ /0+� � ��

��$�� � �� �� ����� � ��� 2 100 ��������� � ����� 2��$ /0+� �

* ��� ����� ����'��� ;���� ,!" �� !"��#� �3 � �� �� ������� ������ �&�"����� �� �)�� ����� �"���� ;�� �)�� �$ ������� ������ ��� G�d.

1. ������� � ����� 2��$ /0+� � �� @����� �� � �����$�� �(�� �� ���+� ���- /0+� � ��� ������N� � ��� �> �+ ���' =>���$) �3��.� 20+ �� ���� /'+��� �$�� ��$�� � �� ��� �� R�634 R��7� ��

��1[16](. 2. ���+� ��� �(�� ��4 �� ������� � ���� �� ��t( R63 /0+� � ��� ��- � �� �� � �� �4 �� �

�� �� R63�� ��� �'� ;��� ;��� ��$�� A�� ��0+� �������� )�� �� ��* H����� �� � ��1� �'����� �� I(0+� � �� ��- 20+ ������ n�4 ���! + ���.���. �$�� 4����� ��� �� ��� � 20+ �� �'$#��� A�� �'� �'t���

���4 �3��.� �� ��� ���+� ��� �(�� �'�[17]. 3. �L.� /0+� � �� � ��� ��� � ��� ����7�� ���,�( �'� !� ��� ��� ��� -����7�� ���,� )1��

@�3��.� ���,� A�� /0+� � �#$ �' �� @�(�+ @����N� ��� ��� ��#��1� ��� �� ���.�� �� �.

Page 17: Published Paper 2011

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

233

4. ���' �� ������ �'� ���� � ��� ��*� ����( �3��� !� ��� ��� �� ) �4- ��0+ 5��3� �� ��� � �� ;4 �'� ��$�� R���� ��� �� � y�� -��$�� R�634 Q.� R��7� �� !��� ���3� ��N ��$�� � ��

�����.2�� ��� R��4 ��0 �'���� �� )1�� �� !� ��� �N����� ���' �� ��$�� �( . 5. �� ��* ��� ����* ��$�� ��� ��0+� �������� )�� �� ��* �� �� ��L� ���� ������� � ���'� �������� )��

�� R�634 ��L ��� n�4 ��� -��'��� !����� ���+� � 5� ��(��� ��� ��$�� �(�� �L.� �� ��$�� ��� �� �3�����/0+� � -��$�� �� ������� � ����� 1�7�� y�� �� �('+� ��� ������� � ����� TN.

,� ���)4 ( "�� G�* %������ �'����� �������&�� ���E�� ���� ����(� #��� ����� �$ �� "����� %��&�� ����'��� �������� ����� �'���� ������ ������� �&�"����� 1

�"���� : �)�� �$ �C��" ����� ���) 2

�"���� : �)�� �$ ���) ��� 3

�"���� :,�) �)�� �$ ����C ����� 4

�"����:���� �)

Page 18: Published Paper 2011

� ���'� ��"� /0+� 1� �� !�(�� �3��.� )���� ���+� �

�� ���� ��. ��� ���� �� �.#,� �( �� ��$�� �� ������� ��� �� -����

234

�&����� �����#�: 1. �4 ���� )��$���� ��*�� ���6��+ ���+� � �'(����CCL��$�� � �� /0+� � ��'�� �� �� ��� � �� ����? ��� - !��t���� 2��.�� �� ���.��� �7&�� 1 ���,- ��� � ��(��� �# �0�+� 27� ��$��.

2. .� U� }�� ���6��+ FCM @���.� ��$�� � �� �� ������� � ����� /0+� � ��- �7&�� 1 �*7� ���$�(��� ��'�� �# ��t��� - 2�3�� �� ���� ��$ ����� �*� )�� =>��� ) �4 �*(3).

3. �'� ����� �� !� ��� ��� �� T�3� ���.� �'����� �4 �� � y�� -��$�� � ��� 27�,� /0+� 1� � �� �� ������� � ����� �$� �4 �3� y��� -���� ������� � ����� /0+� �� �� !� ��� ��� �� �� ����7��

��� �� �� ��,� �'����� �� ��$�� � �� ��N ��(0+� � �� �* ��$�� !� ��� 2��$ 2$#� . 4. ��� �� @�'(��� �7$4 @��N� ��$�� � �� )��$ ��'$ ��$�� � ��� 2N�4 /0+� � �'� 2(��

,�R�N� !���L�� � !�(�� �)n�+,� R�N�,� A�� ��� ����� 2+��� �3� 1 ;4.( 5. ��0+� �������� )�� �� ��* ��� ��$4 ������� ��$ ��'$ ������� � ���'� 2N�4 /0+� � �'� 2(��

��������� � ����� ��0+� �������� )�� �� ��* ��.�� �� ��$. 6. �� ��'�+� )1��� �'(�� ��� �(�� �� ��$4 ��� �'� !� ��� ��� �� ��� � �$��? ��$�� )��

��� ��$��� R��3� 234 �� �N������ Clinical Trial ��� �� R��4 ��- �� + !���.� ��� ���NM����- 27� ����+1��3������ )��'�.�� �� ���+� ��� 2�$#��� �(��� 2$# �3�� � �,����+� ��� � ��� �� ��.

^������: [1] PARKIN, D.M. et al.Global Cancer Statistics 2002.CA Cancer J Clin, Vol. 55,

No.2,2005, 74-108.

[2] CHOUDHARY,A. et al.An Entropy Based Multi-Thresholding Method for Semi-

Automatic Segmentation of Liver Tumors, University of Verona, The MIDAS Journal

- Grand Challenge Liver Tumor Segmentation (MICCAI Workshop), 2008, 1-12.

[3]GIGER, M. Computer-Aided Diagnosis in Medical Imaging –A New Era in Image

Interpretation. University of Chicago USA, 2006, 75-79.

[4] WONG, D. et al. A semi-automated method for liver tumor segmentation based on 2D

region growing with knowledge-based constraints. The MIDAS Journal - Grand

Challenge Liver Tumor Segmentation (MICCAI Workshop), 2008, 1-10.

[5] MALA K. et al. Neural Network based Texture Analysis of Liver Tumor from

Computed Tomography Images. International Journal of Biomedical Sciences, Vol. 2

No. 1, 2006, 33-60.

[6] SHIMIZU A. et al. Ensemble segmentation using Ada Boost with application to liver

lesion extraction from a CT volume. The MIDAS Journal - Grand Challenge Liver

Tumor Segmentation (MICCAI Workshop), 2008, 1-11.

[7] KOSS J. E. et al. Abdominal Organ Segmentation Using Texture Transforms and a

Hopfield Neural Network, IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No. 7,

1999, 640-648.

[8]KOBASHI M. et al. Knowledge-based Organ Identification from CT Images, Pattern

Recognition, Vol. 28, 1995, 475–491.

Page 19: Published Paper 2011

���#� �.��3 �'3�� �'3��� �� ����� �'.��)33 ( ��.��)3 (2011 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

235

[9] ZHOU, J. et al. Semi-automatic Segmentation of 3D Liver Tumors from CT Scans

Using Voxel Classification and Propagational Learning. The MIDAS Journal -

Grand Challenge Liver Tumor Segmentation (MICCAI Workshop), 2008, 1-10.

[10] HEIKEN, J. P. et al Detection of focal hepatic masses: Prospective evaluation with

CT, delayed CT, CT during arterial portography and MR imaging. Radiology, Vol.

171, 1989, 47-51.

[11] STAWISKI, J. et al. Interactive Liver Tumor Segmentation Using Graph-cuts and

Watershed. The MIDAS Journal - Grand Challenge Liver Tumor Segmentation

(MICCAI Workshop), 2008, 1-12.

[12] LIM, S. et al. Segmentation of the Liver Using the Deformable Contour Method on CT

Images. Lecture Notes in Computer Science, Springer Berlin / Heidelberg, Vol.

3767, 2005, 570-581.

[13] HAME, Y. Liver Tumor Segmentation Using Implicit Surface Evolution. The MIDAS

Journal - Grand Challenge Liver Tumor Segmentation (MICCAI Workshop), 2008,

1-10.

[14] GONZALEZ, R. C. et al. Digital Image Processing Using MATLAB. Prentice Hall,

2004, 521-538.

[15] THE MTALAB TEAM, Fuzzy Logic Toolbox™, MATLAB, The Math Works, Inc,

2009.

[16] HONG, J. et al. Computer-Aided Diagnostic System Based on Liver CT image.lAPR

Workshop on Machine Vision Applications, The University of Tokyo, Japan,2000,

419-422.

[17] NUGROHO, H. A. et al. Contrast Enhancement for Liver Tumor Identification.

MIDAS Journal - Grand Challenge Liver Tumor Segmentation (MICCAI

Workshop), 2008, 1-11.