Journals / Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 34 - Sayı: 2

Classification of Ultrasound-Based Breast Cancer Images with Deep Learning Approaches

Ultrason Tabanlı Meme Kanseri Görüntülerinin Derin Öğrenme Yaklaşımları ile Sınıflandırılması

Pages
179–187
Publication Date
2022-09-30
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

As a result of the experimental analysis, 99.57% overall accuracy was achieved with the proposed approach.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Breast cancer is one of the most common types of cancer among women.
📊
Key Findings & Data:As a result of the experimental analysis, 99.57% overall accuracy was achieved with the proposed approach.
💡
Conclusion & Impact:The proposed approach outperformed the convolutional neural network models used in the experiment.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Derin öğrenme · özellik seçimi · özellik birleştirme

Abstract

Breast cancer is one of the most common types of cancer among women. As with other types of cancer, early diagnosis is important in the treatment of breast cancer patients. Recently, artificial intelligence has made its name in many fields. In the field of health, artificial intelligence has started to be used as a technological infrastructure in diagnosis and treatment processes. In this study, an artificial intelligence-based approach that can diagnose breast cancer using ultrasound-based images is proposed. The proposed approach consists of pre-trained convolutional neural networks. A new fully connected layer is added to the last layer of each convolutional neural network. The feature that distinguishes the fully connected layer from the previous fully connected layers is that it gives as many features as the number of input types. Then, the classification process was carried out by combining the fully connected layers of the convolutional neural networks. In this study, a triple classification process was carried out as benign, malignant and normal. As a result of the experimental analysis, 99.57% overall accuracy was achieved with the proposed approach. The proposed approach outperformed the convolutional neural network models used in the experiment.

Özet

Meme kanseri bayanlar arasında en sık görülen kanser türlerinden biridir. Diğer kanser türlerinde olduğu gibi meme kanseri hastalarının tedavisinde erken tanı önemlidir. Son zamanlarda yapay zekâ birçok alanda adını duyurmuştur. Sağlık alanında da yapay zekâ tanı ve tedavi süreçlerinde teknolojik alt yapı olarak kullanılmaya başlamıştır. Bu çalışma da ultrason tabanlı görüntüler kullanılarak meme kanseri teşhisini gerçekleştirebilecek yapay zeka tabanlı bir yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşım önceden eğitilmiş evrişimsel sinir ağlarından oluşmaktadır. Her bir evrişimsel sinir ağının son katmanına yeni bir tam bağlantılı katman eklenmiştir. Tam bağlantılı katmanı önceki tam bağlantılı katmanlardan ayırt eden özelliği girdi türü sayısı kadar öznitelik vermesidir. Ardından evrişimsel sinir ağlarının tam bağlantılı katmanları birleştirilerek sınıflandırma işlemi gerçekleşmiştir. Bu çalışmada iyi huylu, kötü huylu ve normal olmak üzere üçlü bir sınıflandırma işlemi gerçekleşmiştir. Deneysel analiz sonucunda önerilen yaklaşım ile %99,57 genel doğruluk başarısı elde edilmiştir. Önerilen yaklaşım deneyde kullanılan evrişimsel sinir ağı modellerinden daha iyi performans göstermiştir.

🔖

Cite This Article

ATEŞ, F. F., ÇALIŞKAN, A., TOĞAÇAR, M. (2022). Classification of Ultrasound-Based Breast Cancer Images with Deep Learning Approaches. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 34 - Sayı: 2, 179–187. https://ajindex.com/articles/758005

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (7)

  1. S. Ortega-Martorell, P. Riley, I. Olier, R.G. Raidou, R. Casana-Eslava, M. Rea, L. Shen, P.J.G. Lisboa, C. Palmieri, Breast cancer patient characterisation and visualisation using deep learning and fisher information networks, Sci. Rep. 12 (2022) 14004. doi:10.1038/s41598-022-17894-6.
  2. Y. Gao, B. Reig, L. Heacock, D.L. Bennett, S.L. Heller, L. Moy, Magnetic Resonance Imaging in Screening of Breast Cancer, Radiol. Clin. North Am. 59 (2021) 85–98. doi:10.1016/j.rcl.2020.09.004. L. Balkenende, J. Teuwen, R.M. Mann, Application of Deep Learning in Breast Cancer Imaging, Semin. Nucl. Med. 52 (2022) 584–596. doi:10.1053/j.semnuclmed.2022.02.003. C. Janiesch, P. Zschech, K. Heinrich, Machine learning and deep learning, Electron. Mark. 31 (2021) 685–695. doi:10.1007/s12525-021-00475-2.
  3. F. Emmert-Streib, Z. Yang, H. Feng, S. Tripathi, M. Dehmer, An Introductory Review of Deep Learning for Prediction Models With Big Data, Front. Artif. Intell. 3 (2020). doi:10.3389/frai.2020.00004. H. Aljuaid, N. Alturki, N. Alsubaie, L. Cavallaro, A. Liotta, Computer-aided diagnosis for breast cancer classification using deep neural networks and transfer learning, Comput. Methods Programs Biomed. 223 (2022) 106951. doi:https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2022.106951.
  4. S. Zahoor, U. Shoaib, I.U. Lali, Breast Cancer Mammograms Classification Using Deep Neural Network and Entropy-Controlled Whale Optimization Algorithm, Diagnostics. 12 (2022) 557. doi:10.3390/diagnostics12020557. E.H. Houssein, M.M. Emam, A.A. Ali, An optimized deep learning architecture for breast cancer diagnosis based on improved marine predators algorithm, Neural Comput. Appl. (2022). doi:10.1007/s00521-022-07445-5.
  5. M. Thilagaraj, N. Arunkumar, P. Govindan, Classification of Breast Cancer Images by Implementing Improved DCNN with Artificial Fish School Model, Comput. Intell. Neurosci. 2022 (2022) 6785707. doi:10.1155/2022/6785707. W. Al-Dhabyani, M. Gomaa, H. Khaled, A. Fahmy, Dataset of breast ultrasound images, Data Br. 28 (2020) 104863. doi:10.1016/j.dib.2019.104863. A. Shah, Breast Ultrasound Images Dataset, Kaggle Web. (2021). https://www.kaggle.com/datasets/aryashah2k/breast-ultrasound-images-dataset?resource=download.
  6. I.H. Sarker, Deep Learning: A Comprehensive Overview on Techniques, Taxonomy, Applications and Research Directions, SN Comput. Sci. 2 (2021) 420. doi:10.1007/s42979-021-00815-1.
  7. B. Ait Skourt, A. El Hassani, A. Majda, Mixed-pooling-dropout for convolutional neural network regularization, J. King Saud