Detección de anomalías en imágenes de lesiones cutáneas usando redes neuronales convolucionales e inyección de características hechas a mano: un método que evita el preprocesamiento de imágenes dermatoscópicas
Autores: Grignaffini, Flavia; Troiano, Maurizio; Barbuto, Francesco; Simeoni, Patrizio; Mangini, Fabio; D"Andrea, Gabriele; Piazzo, Lorenzo; Cantisani, Carmen; Musolff, Noah; Ricciuti, Costantino; Frezza, Fabrizio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Detección de anomalías en imágenes de lesiones cutáneas usando redes neuronales convolucionales e inyección de características hechas a mano: un método que evita el preprocesamiento de imágenes dermatoscópicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Cáncer de piel
Melanoma
Lunares
Aprendizaje automático
Aprendizaje profundo
Red neuronal convolucional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El cáncer de piel (SC) es uno de los cánceres más comunes en el mundo y es una de las principales causas de muerte en los humanos. El melanoma (M) es la forma más agresiva de cáncer de piel y tiene una tasa de incidencia creciente. La detección temprana y precisa del M es fundamental para aumentar las tasas de supervivencia de los pacientes; sin embargo, su evaluación clínica se ve limitada por los largos plazos, la variedad de interpretaciones y la dificultad para distinguirlo de los nevos (N) debido a las similitudes llamativas. Para superar estos problemas y apoyar a los dermatólogos, se han desarrollado varios enfoques de aprendizaje automático (ML) y aprendizaje profundo (DL). En el trabajo propuesto, la detección de melanoma, entendida como una tarea de detección de anomalías con respecto a la condición normal que consiste en nevos, se realiza con la ayuda de una red neuronal convolucional (CNN) junto con las características de textura hechas a mano de las imágenes dermoscópicas como entrada adicional en la fase de entrenamiento. El objetivo es evaluar si se pueden omitir los pasos de preprocesamiento y segmentación de las imágenes dermoscópicas manteniendo un alto rendimiento de clasificación. El entrenamiento de la red se realiza en los conjuntos de datos ISIC2018 e ISIC2019, de los cuales solo se consideran melanomas y nevos. La red propuesta se compara con las redes pre-entrenadas más utilizadas en el campo de la dermatología y muestra mejores resultados en términos de clasificación y costo computacional. También se prueba en el conjunto de datos ISIC2016 para proporcionar una comparación con la literatura: logra un alto rendimiento en términos de precisión, sensibilidad y especificidad.
Descripción
El cáncer de piel (SC) es uno de los cánceres más comunes en el mundo y es una de las principales causas de muerte en los humanos. El melanoma (M) es la forma más agresiva de cáncer de piel y tiene una tasa de incidencia creciente. La detección temprana y precisa del M es fundamental para aumentar las tasas de supervivencia de los pacientes; sin embargo, su evaluación clínica se ve limitada por los largos plazos, la variedad de interpretaciones y la dificultad para distinguirlo de los nevos (N) debido a las similitudes llamativas. Para superar estos problemas y apoyar a los dermatólogos, se han desarrollado varios enfoques de aprendizaje automático (ML) y aprendizaje profundo (DL). En el trabajo propuesto, la detección de melanoma, entendida como una tarea de detección de anomalías con respecto a la condición normal que consiste en nevos, se realiza con la ayuda de una red neuronal convolucional (CNN) junto con las características de textura hechas a mano de las imágenes dermoscópicas como entrada adicional en la fase de entrenamiento. El objetivo es evaluar si se pueden omitir los pasos de preprocesamiento y segmentación de las imágenes dermoscópicas manteniendo un alto rendimiento de clasificación. El entrenamiento de la red se realiza en los conjuntos de datos ISIC2018 e ISIC2019, de los cuales solo se consideran melanomas y nevos. La red propuesta se compara con las redes pre-entrenadas más utilizadas en el campo de la dermatología y muestra mejores resultados en términos de clasificación y costo computacional. También se prueba en el conjunto de datos ISIC2016 para proporcionar una comparación con la literatura: logra un alto rendimiento en términos de precisión, sensibilidad y especificidad.