SEGMENTASI OTOMATIS NODUL PAYUDARA PADA CITRA ULTRASONOGRAFI MENGUNAKAN PENDEKATAN NEUTROSHOPIC BERBASIS METODE WATERSHED

MADE RAHMAWATY, Hanung Adi Nugroho, S.T., M.E., Ph.D.; Dr.Eng. Igi Ardiyanto, S.T., M.Eng.

2017 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Kanker payudara merupakan penyebab utama kematian perempuan di seluruh dunia. Deteksi batas nodul yang yang tepat, penting dalam mendiagnosis kanker payudara. Metode segmentasi yang akurat sangat penting dalam keberhasilan diagnosis. Ultrasonografi merupakan alat screening yang efektif untuk deteksi keganasan. Namun adanya speckle noise dan kontras yang rendah pada citra ultrasonografi payudara dapat mempengaruhi hasil segmentasi. Fokus penelitian pada pengembangan metode pra pengolahan untuk meningkatkan kualitas citra dan mendeteksi batas nodul secara otomatis pada citra USG payudara. Metode neutrosophic berbasis watershed digunakan untuk memisahkan daerah nodul dengan batas tepi yang mengabur. Pada penelitian ini, tahap pra-pengolahan membandingkan empat belas jenis tapis dengan dan tanpa normalisasi, kemudian tahap segmentasi menggunakan 3 metode segmentasi. Metode yang diusulkan dibandingkan dengan metode neutrosophic berbasis FCM dan neutrosophic berbasis l-means. Analisis dilakukan secara kuantitatif dan kualitatif Berdasarkan hasil pra pengolahan terdapat tiga jenis tapis terbaik yaitu DsFsrad, DsFamedian dan DsFhmedian. Citra dengan normalisasi menunjukkan peningkatan interpretasi pembacaan diagnosis dan pembacaan hasil segmentasi citra USG payudara oleh ahli radiologi. Metode neutrosophic berbasis watershed menggunakan tapis DsFsrad dengan normalisasi memiliki performa evaluasi terbaik dan waktu komputasi tercepat. Hasil segmentasi yang diperoleh mencapai dice coefficient sebesar 87.54%, akurasi sebesar 90.88%, Jaccard sebesar 78,22%, FPR sebesar 23,39%, FNR sebesar 4,60%, Housdorff sebesar 34,54, MSSD sebesar 128,65 dan waktu komputasi sekitar 389,46 detik. Metode ini digunakan untuk mengklasifikasikan 3 karakteristik citra USG payudara berdasarkan BI-RADS, yaitu echo pattern, batas, dan posterior fitur dengan akurasi masing-masing 94,83%, 95,10%, dan 92,29%. Berdasarkan hasil ini, metode yang diusulkan cocok digunakan untuk mendiagnosis keganasan kanker payudara.

Breast cancer is the leading cause of death on women worldwide. Accurate nodule boundary detection has a significant role in breast cancer diagnosis. An accurate segmentation method is essential for a successful diagnosis. Ultrasound is an effective screening tool for malignancy detection. However, speckle noise existence and low contrast of breast ultrasound images can affect segmentation result. This research focuses on developing a pre-processing method to enhance image quality and conduct an automatic segmentation method to identify nodule area of breast ultrasound images. Neutrosophic based on watershed method is used to segment images with vague boundaries. In this research, the pre-processing stage uses fourteen filtering with and without normalization, and then the segmentation stage uses three segmentation methods. The proposed method is compared to neutrosophic based on FCM and neutrosophic based on l-means. The analysis process is conducted quantitively and qualitively. Based on pre-processing result, there are three best filtering methods, namely DsFsrad, DsFamedian and DsFhmedian. Images with normalization show interpretation improvement in diagnosis and segmentation readings of breast ultrasound images by radiologist. Neutrosophic based on watershed method with DsFsrad filter with normalization has the best performance evaluation and fastest computation time. The segmentation results obtained achieve 87.54% for dice coefficient, 90.88% for accuracy, 78.22% for Jaccard, 23.39% for FPR, 4.60% for FNR, 34.54 for Housdorff, 128.65 for MSSD and computation time is about 389.46 seconds. This method is used to classify 3 characteristics of breast ultrasound images based on BI-RADS, namely echo pattern, margin, and posterior feature with accuracy respectively 94.83%, 95.10%, and 92.29%. Based on this result, the proposed method is suitable for breast cancer malignancy diagnosis.

Kata Kunci : Ultrasonografi, speckle noise, neutrosophic berbasis watershed