Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quá trình xử lý ảnh X quang vú trên máy tính

Một hệ thống máy tắnh thực hiện kiểm tra ảnh X quang vú sẽ bao gồm các thành phần thực hiện các công việc như phân vùng ảnh, phát hiện và phân loại khối u, phát hiện và phân lại các khối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ

ñã giúp ñỡ em rất nhiều từ khi bắt ñầu cho tới khi em hoàn thành luận văn

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến PSG.TS.Nguyễn ðức Thuận và ThS.Nguyễn Thái Hà ñã giúp ñỡ em về mặt chuyên môn, cũng như tạo ñiều kiện thuận lợi về mặt thời gian trong suốt quá trình em thực hiện luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn ñến PGS.TS Nguyễn Trọng Giảng, các bạn ðặng Hồng Thanh, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Việt Hoàng và Vũ Văn Quý ñã giúp

ñỡ tôi rất nhiều khi tôi viết quyển luận văn này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến gia ñình tôi, nơi luôn là ñiểm tựa vững chắc cho tôi trong suốt quá trình học tập và công tác của mình

LỜI NÓI đẦU

Ung thư vú là một căn bệnh rất phổ biến ở nữ giới Phát hiện sớm ung thư là

nhân tố chắnh trong khả năng sống sót của bệnh nhân Cho ựến nay, phương pháp

hiệu quả nhất ựể phát hiện sớm dấu hiệu ung thư là chụp ảnh X quang vú [1] Hiện

nay, trong quá trình quét và ựọc ảnh X quang vú, các bác sĩ ựược hỗ trợ rất nhiều từ

hệ thống máy tắnh Các thuật toán trên máy tắnh giúp nâng cao chất lượng ảnh X

quang vú, ựưa ra các vùng nghi ngờ có bệnh Ngoài ra, quá trình ựọc kỹ một bức

ảnh X quang gọi là quá trình kiểm tra ảnh Một hệ thống máy tắnh thực hiện kiểm

tra ảnh X quang vú sẽ bao gồm các thành phần thực hiện các công việc như phân

vùng ảnh, phát hiện và phân loại khối u, phát hiện và phân lại các khối vi canxi hoá

Luận văn này nghiên cứu và trình bày về một thuật toán thực hiện phân vùng

các ảnh X quang và ựịnh vị khối u trên ảnh

Thuật toán phân vùng ảnh sử dụng toán tử dựa trên lược ựồ xám của ảnh ựể

xác ựịnh ranh giới giữa các thành phần khác nhau trên ảnh Nó sử dụng thuật toán

nhóm ựiểm ảnh ựể ựưa ra các tập hợp ựiểm ảnh biểu diễn các vùng khác nhau trên

ảnh

Thuật toán ựịnh vị khối u sử dụng mức ựộ thay ựổi của ựối sánh mẫu ựể ựịnh

vị các vùng nghi có bệnh

Cuối cùng, một cơ sở dữ liệu ảnh X quang vú ựã ựược chẩn ựoán và kiểm

nghiệm kết quả bằng thực tế ựược xây dựng đó là cơ sở dữ liệu chuẩn bao gồm các

ảnh ựược dùng làm mẫu, các mẫu này ựược sử dụng trong quá trình ựọc các ảnh X

quang vú tại bệnh viện K, Hà Nội

MỤC LỤC

Chương 1 - GIỚI THIỆU CHUNG 5

1.1 Mục ựắch của luận văn 5

1.2 Cấu trúc của luận văn 7

Chương 2 - BỆNH UNG THƯ VÚ 8

2.1 Giải phẫu vú 8

2.1.1 Cấu trúc giải phẫu 8

2.1.2 Kắch thước, hình dạng và thay ựổi theo thời gian của vú 10

2.1.3 Vị trắ của vú 12

2.2 Ung thư vú 13

2.2.1 Ung thư vú là gì? 13

2.2.2 Nút bạch huyết 15

2.2.3 Nguyên nhân của ung thư 18

2.2.4 Các giai ựoạn của ung thư vú 21

2.3 Tạo ảnh bằng tia X 22

2.3.1 Tạo ảnh X quang vú Ờ Mammography 23

2.3.2 Các kiểu bất thường mà X quang vú chẩn ựoán có thể phát hiện 29

2.3.3 Nền ảnh X quang vú 35

2.3.4 đọc phim X quang vú 36

Chương 3 - XỬ LÝ ẢNH SỐ 38

3.1 Ảnh số 38

3.2 Mô hình xác suất thống kê 39

3.2.1 Lược ựồ xám 39

3.2.2 Giá trị trung bình (Mean) 42

3.2.3 độ lệch chuẩn 42

3.2.4 đối xứng lệch (skewness) 43

3.3 Cải thiện ảnh 43

3.3.1 Các phép toán với lược ựồ xám 43

3.3.2 Lọc và tắch chập 46

3.3.3 Làm trơn ảnh 47

3.3.4 Làm sắc nét ảnh 48

3.4 Phân vùng ảnh 50

3.4.1 Phân vùng ảnh dựa trên ựường biên 50

3.4.2 Phân vùng ảnh dựa theo vùng 51

Chương 4 - PHÂN VÙNG NHŨ ẢNH 53

4.1 Tầm quan trọng của phân vùng ảnh ựúng cách 53

4.2 Thuật toán phân vùng ảnh 54

4.2.1 Phân vùng dựa trên lược ựồ xám 56

4.2.2 Phương pháp chênh lệch lược ựồ xám 56

4.2.3 Tìm ranh giới giữa các thành phần 63

4.2.4 Thêm bối cảnh không gian 67

4.2.5 Phân vùng các ảnh X quang vú ựặc 71

4.3 Tổng kết về quá trình phân vùng 73

Chương 5 - PHÁT HIỆN CÁC KHỐI U TRÊN ẢNH X QUANG VÚ 74

5.1 Thuật tốn định vị khối u trong ảnh X quang vú số hĩa 74

5.2 Thuật tốn phát hiện khối u 75

5.2.1 Một mẫu cho các khối u trong ảnh X quang vú 75

5.2.2 Các phương pháp đối sánh mẫu 79

5.2.3 Nhĩm và phân vùng các vùng nghi ngờ 84

5.2.4 Cải thiện đa tỷ lệ 85

5.3 Tổng kết về định vị khối u 87

Chương 6 - HỆ THỐNG KIỂM TRA THUẬT TỐN QUÉT 88

6.1 Các kết quả lọc ảnh 88

6.2 Nhĩm các nhĩm pixel 89

Chương 7 - KẾT LUẬN 100

7.1 Tổng kết 100

7.2 Phương hướng trong tương lai 100

Chương 1 - GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Mục đích của luận văn

Ung thư vú là loại ung thư thường gặp nhất và gây tử vong hàng đầu ở phụ

nữ nhiều nước cơng nghiệp Theo Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Thế giới (IARC) vào năm 1998 thì ung thư vú đứng đầu, chiếm 21% trong tổng số các loại ung thư ở phụ nữ trên tồn thế giới Cũng theo IARC, xuất độ chuẩn hĩa theo tuổi của ung thư

vú ở phụ nữ là 92.04 (trên 100,000 dân) ở châu Âu và 67.48 (trên 100,000 dân) trên tồn thế giới vào năm 1998, đều là cao nhất trong các loại ung thư ở nữ giới [3] Ung thư vú đang trở nên phổ biến tại các nước đang phát triển Tại Việt Nam, năm 1998, ở nữ giới, ung thư vú là loại ung thư cĩ tần suất cao nhất ở Hà Nội với xuất độ chuẩn hĩa theo tuổi là 20.3 (trên 100,000 dân) và cao thứ hai ở Thành phố Hồ Chí Minh với xuất độ chuẩn hĩa theo tuổi là 16 (trên 100,000 dân) sau ung thư cổ tử cung mà xuất độ chuẩn hĩa theo tuổi là 28.6 (trên 100,000 dân) [4] ðây là một bệnh hết sức phức tạp mà trong nhiều năm qua đã cĩ nhiều nghiên cứu về nguyên nhân, bệnh sinh và điều trị Một điều quan trọng cần phải nhận thấy là việc phát hiện sớm ung thư vú qua sự tầm sốt ở những phụ nữ bình thường đã làm thay đổi rõ ràng bệnh sử tự nhiên của bệnh cũng như cải thiện đáng

kể tiên lượng bệnh

Cho đến nay, phương pháp hiệu quả nhất để phát hiện ung thư vú ở phụ nữ là chụp nhũ ảnh – phương pháp sử dụng tia X để tạo ảnh vú Phương pháp này cĩ thể phát hiện được một khối u ác tính trong vú hai năm trước khi cơ thể cảm nhận được

nĩ [1]

Nĩi chung, ở Việt Nam hiện nay, việc chẩn đốn bệnh từ phim chụp X quang

vú vẫn được thực hiện thủ cơng bởi các bác sĩ hoặc các kỹ thuật viên Bác sĩ hay kỹ thuật viên phân tích từng phim X quang vú, với từng bệnh nhân, trả về kết quả tốt (vú khoẻ mạnh) hoặc khoanh ra các vùng cĩ nghi ngờ mắc bệnh trên phim X quang Với các bệnh nhân nghi ngờ cĩ bệnh, các bác sĩ sẽ thực hiện thêm một số bước

kiểm tra, như tạo nhũ ảnh chẩn đốn, cho đến khi cĩ kết quả cuối cùng Quá trình

chẩn đốn như trên dựa nhiều vào kinh nghiệm của các bác sĩ hoặc các kỹ thuật

viên

Bên cạnh phương pháp chẩn đốn truyền thống như vậy, ngày nay chúng ta

đã được hỗ trợ rất nhiều từ các hệ thống máy tính Tuy rằng máy tính chưa thể đảm

nhận được trọn vẹn cơng việc của các bác sĩ, kỹ thuật viên, nhưng với sự hỗ trợ từ

hệ thống máy tính, chắc chắn hiệu quả của quá trình chẩn đốn sẽ tăng lên nhiều

lần Ta cĩ thể sử dụng các thuật tốn để nâng cao chất lượng ảnh và chỉ ra những

vùng khả nghi

Ảnh X quang vú trong nội dung nghiên cứu ở đây được thu nhận ở dạng số

và được thu thập từ cơ sở dữ liệu bệnh viện K Hà Nội Ảnh X quang vú cĩ thể chứa

các dấu hiệu/ tín hiệu về ung thư vú ở nhiều mức độ khác nhau: các vi canxi hố,

các thương tổn, các khối giới hạn hoặc cĩ hình dạng khơng rõ ràng, hay các biến

dạng về hình thể… Trên thế giới, rất nhiều phương pháp phân tích ảnh số X quang

vú đã được nghiên cứu, triển khai và cho những kết quả tốt Các kỹ thuật phổ biến

trong lĩnh vực xử lý ảnh được áp dụng vào ảnh số X quang vú nhằm cố gắng xác

định các dấu hiệu sớm của ung thư, càng ngày càng chính xác

Với suy nghĩ về thực trạng căn bệnh ung thư vú và cơ sở hạ tầng tại các bệnh

viện ở Việt Nam, tơi thực hiện quyển luận văn này với mục đích nghiên cứu về một

thuật tốn nhằm hỗ trợ các bác sĩ trong quá trình đọc ảnh X quang vú và đưa ra

những chẩn đốn của mình Thuật tốn này được gọi là thuật tốn kiểm tra, nĩ hỗ

trợ việc định vị các bất thường trên ảnh X quang vú Luận văn sẽ trình bày về một

thuật tốn phân vùng ảnh X quang vú, một phương pháp xác định khối u trên ảnh và

một phương pháp kiểm định, so sánh các kết quả thu được từ thuật tốn kiểm tra

Thuật tốn phân vùng ở đây hoạt động trên một tập hợp ảnh X quang vú nĩi chung,

nĩ khơng địi hỏi bộ dữ liệu đã được huấn luyện

Cĩ một vài kỹ thuật về định vị khối u trên ảnh X quang vú Chúng cĩ những

mức độ thành cơng khác nhau, và rất nhiều trong số đĩ sử dụng một dạng đối sánh

mẫu để so sánh các phần của một bức ảnh với một mẫu khối u được lựa chọn từ

trước Các mẫu khác xây dựng nên các vector đặc trưng và sử dụng một cách phân

loại đã được huấn luyện trước để chọn ra các vùng ác tính Nghiên cứu thực hiện

trong luận văn này cố gắng đưa ra những cải tiến về hiệu suất và tính chính xác của các phương pháp trên Ta cũng đánh giá các mẫu khối u cĩ thể và chọn một mẫu và một phương pháp so sánh tối ưu

Cuối cùng, người thực hiện luận văn xây dựng một cơ sở dữ liệu bao gồm các ảnh X quang vú đã được chẩn đốn chính xác Các ảnh X quang này được sử dụng với vai trị các mẫu đối sánh trong quá trình đọc các ảnh X quang trong bệnh viện K Hà Nội

1.2 Cấu trúc của luận văn

Chương 2 cung cấp một cái nhìn chi tiết về căn bệnh ung thư vú, bao gồm các biểu hiện và trạng thái của bệnh, nguyên nhân gây bệnh cũng như các cách phát hiện, điều trị bệnh

Chương 3 cung cấp các khái niệm cơ bản về xử lý ảnh cũng như một số phép tốn cải thiện, nâng cao chất lượng ảnh X quang vú, ví dụ điều chỉnh, cân bằng lược đồ xám, lọc và làm trơn ảnh

Chương 4 giới thiệu và triển khai thuật tốn phân vùng ảnh X quang vú Thuật tốn phân vùng dựa trên lược đồ xám kết hợp các thơng tin về khơng gian Chương 5 trình bày phương pháp phát hiện khối u dựa trên đối sánh mẫu Trước tiên sử dụng một mẫu để nhận biết và ghi lại các pixel nghi ngờ Saud dĩ là bước nhĩm các pixel và kiểm tra lại với mẫu đa tỷ lệ sao cho phù hợp với kích thước chính xác của khối u

Chương 6 trình bày về hệ thống kiểm định thuật tốn hỗ trợ kiểm tra ảnh X quang vú với các ví dụ minh họa cụ thể

Cuối cùng, Chương 7 đưa ra kết luận về cơng việc thực hiện và hướng phát triển trong tương lai

Chương 2 - BỆNH UNG THƯ VÚ

2.1 Giải phẫu vú

2.1.1 Cấu trúc giải phẫu

Vú bắt ñầu phát triển ở phôi thai khoảng 7 ñến 8 tuần sau khi thụ thai Chưa

thể nhận ra chúng ở giai ñoạn này, bao gồm chỉ một chút mô gợn lên Từ tuần thứ

12 ñến 16, nhiều thành phần phụ trở nên rõ ràng hơn Các nhóm tế bào rất nhỏ bắt

ñầu phân nhánh dẫn ñến sự hình thành các ống dẫn và các tuyến sản xuất sữa trong

tương lai Các mô khác phát triển thành các tế bào cơ, các tế bào này sẽ hình thành

núm vú (ñiểm nhô ra của vú) và quầng vú (phần mô màu thẫm xung quanh núm vú)

Trong các giai ñoạn sau của thời gian mang bầu, các hormone của mẹ ñi qua nhau

thai ñể vào bào thai, khiến các tế bào vú hình thành các cấu trúc dạng ống phân

nhánh, từ ñó hình thành các ống dẫn sữa Trong 8 tuần cuối cùng của thai kỳ, các

thuỳ con (các tuyến sản sinh ra sữa) hoàn thiện và thực sự bắt ñầu sinh ra một chất

lỏng gọi là sữa non Trong cả trẻ sơ sinh nam và nữ ñều có thể cảm nhận ñược

những vết phồng nằm dưới núm vú và quầng vú và có thể nhận biết một chất lỏng

trong suốt tiết ra, ñó là sữa non Những hiện tượng này biểu thị tác ñộng của

hormone người mẹ và sẽ giảm dần ñi trong những tuần ñầu tiên của cuộc ñời

Từ thời thơ ấu ñến tuổi dậy thì, không có sự khác nhau giữa vú của nam và

nữ Tuy nhiên, với sự bắt ñầu tuổi dậy thì ở nữ, quá trình giải phóng estrogen, trước

tiên là một mình, và sau ñó là kết hợp với progesterone khi buồng trứng hoàn thiện

về chức năng, khiến vú trải qua những thay ñổi ñột ngột, lên ñến cực ñiểm trong

dạng trưởng thành hoàn toàn Quá trình này trung bình mất 3 ñến 4 năm và thường

hoàn chỉnh vào tuổi 16 Sự hoàn thiện hơn nữa của các mô vú xảy ra cùng quá trình

tiết sữa và thường ñược coi là một cách bảo vệ chống lại bệnh ung thư vú

Vú của phụ nữ trưởng thành cơ bản bao gồm 4 cấu trúc sau: các tiểu thuỳ hay

tuyến; các ống dẫn sữa; mỡ và mô liên kết (Hình 2.1) Các tiểu thuỳ tập hợp lại

thành các ñơn vị lớn hơn gọi là thuỳ Trung bình có 15 – 20 thuỳ trong mỗi bên vú

sắp xếp hỗn ñộn theo dạng nan hoa toả ra từ núm vú/ khu vực quầng vú Tuy nhiên,

sự phân bố các thuỳ này không ñều Mô tuyến trội hơn ở phần vú trên bên ngoài

Phần này chịu trách nhiệm về sự căng cứng ở vùng này mà rất nhiều phụ nữ cảm

thấy trước chu kỳ kinh nguyệt Nó cũng là khu vực chiếm một nửa trong tổng số ung thư Các thuỳ ở ñây ñổ vào các ống dẫn sữa, chảy qua vú về hướng núm/ quầng

vú Ở ñó, chúng tụ lại thành 6 ñến 10 ống dẫn lớn hơn gọi là các ống góp, các ống này dẫn vào ñế của núm vú và kết nối với bên ngoài Trong khi tiết sữa, sữa trong

vú ñi theo dòng chảy này ñưa ñến trẻ em

Hình 2.1 Cấu trúc giải phẫu của vú

ðộ ổn ñịnh của các thuỳ trong vú khác nhau theo từng người và có thể còn thay ñổi giữa 2 vú trên cùng một cơ thể Tuy nhiên, nói chung, phần tuyến của vú có cảm giác rắn, có dạng mấu Xung quanh các thuỳ là mỡ Không giống các thuỳ, mỡ hầu như luôn luôn mềm Sự khác biệt về mật ñộ giữa mô tuyến và mô mỡ trong vú chính là cơ sở cho tạo nhũ ảnh Trong khi ñó, các ống dẫn trong vú thường không cảm nhận ñược trừ khi chúng bị ứ sữa, bị sưng hoặc có khối u

Vú của phụ nữ trẻ tuổi cơ bản bao gồm mô tuyến với chỉ một lượng rất ít là

mỡ Vì thế chúng chắc hơn so với những người già Khi tuổi tăng lên, ñặc biệt với

sự mất mát estrogen và vào thời kỳ mãn kinh, các thuỳ co lại và ñược thay thế bởi

mỡ Vú trở nên mềm hơn và mất giá ñỡ Kiểm tra cơ thể và nhũ ảnh chụp vào thời

kỳ này dễ “biên dịch” hơn và có thể là chính xác hơn

Trong khi tất cả các thành phần của vú bị ảnh hưởng bởi hormone nữ, mô

tuyến là nhạy cảm nhất Các thay ñổi rất ñột ngột và hoàn toàn bình thường có thể

xảy ra trong suốt chu kỳ kinh nguyệt Các thay ñổi này rõ ràng nhất là vào trước khi

hành kinh khi mức ñộ estrogen và progesterone lên ñến ñỉnh Ngay sau khi hành

kinh, mức hormone trở về thấp nhất và vú trở nên mềm hơn và ít ñau hơn ðây là

thời gian tốt nhất ñể thực hiện tự kiểm tra vú (BSE), và chụp nhũ ảnh

Ở các phụ nữ sau khi mãn kinh, khi không cần cung cấp estrogen nữa, trọng

lượng trở thành một nhân tố quan trọng ñối với kích thước và hình dạng của vú Bao

gồm hầu hết là mỡ ở thời ñiểm này, những thay ñổi nhỏ trong trọng lượng của cơ

thể cũng có thể gây ra thay ñổi lớn trong kích thước vú

Có một vài dị tật bẩm sinh của vú rất ñáng nhắc ñến ở ñây Dị tật thường

thấy nhất là của núm vú phụ và/ hoặc mô vú Dị tật này xảy ra với 2 – 6% dân số và

thường không ñược nhận biết Núm phụ có thể xuất hiện bất cứ chỗ nào dọc theo

tuyến sữa (mô gợn lên một chút, chỉ thấy ở bào thai, kéo dài từ trong nách ra ñến

ñỉnh mà từ ñó vú phát triển) Mô vú phụ thường xảy ra ở vùng trong nách Không

ñáng lo ngại về mặt lâm sàng ngoại trừ việc phải ñể ý sự có mặt của chúng và tính

ñến chúng trong những lần khám bệnh

Một dị tật bẩm sinh nữa có thể xảy ra là sự kém phát triển hoặc thiếu hẳn một

hoặc cả hai bên vú Không giống trường hợp núm vú phụ và mô vú, khiếm khuyết

này khá hiếm Thông thường một núm vú bước ñầu vẫn có ở bên bị ảnh hưởng Các

dị tật về cơ nằm dưới và khung xương sườn cùng tồn tại cũng khá phổ biến Người

ta có thể thực hiện hiệu chỉnh bằng phẫu thuật nhựa và cách này có khả năng cải

thiện ñáng kể chất lượng cuộc sống

2.1.2 Kích thước, hình dạng và thay ñổi theo thời gian của vú

Kích thước và hình dạng vú của phụ nữ khác nhau ñáng kể Một số phụ nữ

có lượng mô vú lớn, và vì thế có vú lớn Các phụ nữ khác có lượng mô vú nhỏ hơn

- Tăng hay giảm trọng lượng

- Tiểu sử về sinh nở và cho con bú

- ðộ dày và tính ñàn hồi của lớp da ở vú

- Mức ñộ ảnh hưởng của hormon lên vú (cụ thể là estrogen và progesterone)

- Thời kỳ mãn kinh

Vú của phụ nữ hiếm khi cân bằng (ñối xứng) Thông thường, một bên vú lớn hơn hoặc nhỏ hơn, cao hơn hoặc thấp hơn, hoặc có hình dạng khác so với vú bên kia Kích thước và các ñặc tính của núm vú cũng rất khác nhau giữa các phụ nữ Ở một số người, núm vú luôn giữ thẳng Ở một số người khác, núm vú chỉ thẳng lên khi bị kích thích lạnh hoặc do tiếp xúc Một số phụ nữ cũng có núm vú lún vào bên trong Trên vú có thể có lông

Núm vú có thể bằng phẳng, hình tròn hoặc hình trụ Màu của núm vú ñược xác ñịnh bởi ñộ mỏng của da và sắc tố da Núm vú và quầng vú (vùng có màu xung quanh núm) chứa các thớ cơ chuyên dụng ñáp ứng lại các kích thích ñể làm cho núm vú thẳng lên Quầng vú cũng bao bọc tuyến Montgomery có thể xuất hiện ở dạng các ñiểm nhỏ, nổi lên trên bề mặt quầng Tuyến Montgomery giúp làm trơn

quầng vú Khi núm vú ñược kích thích, các thớ cơ sẽ co lại, quầng vú nhăn lại và

núm vú sẽ cứng lên

Hình dạng vú trải qua nhiều thay ñổi khi tuổi tác tăng lên Ở người trẻ, da vú

trải căng ra khi vú phát triển, tạo cho vú dáng hình tròn Phụ nữ trẻ có vú ñặc hơn

(nhiều mô tuyến hơn) so với phụ nữ già

Trên ảnh X quang vú, các khối u trong vú, bao gồm cả u lành và u ác, ñều là

các vùng có màu sáng Các mô mỡ có màu tối trên ảnh Tất cả các thành phần khác

của vú (tuyến, mô liên kết, khối u, cặn canxi…) có dạng một bóng xám trên ảnh

Nói chung, phụ nữ càng trẻ thì vú càng ñặc Khi tuổi tăng lên, vú phụ nữ trở nên

loãng hơn và vú ñược lấp ñầy bằng mô mỡ, có dạng các vùng tối trên ảnh X quang

Các bác sĩ thường dễ dàng phát hiện ung thư ở vú những phụ nữ lớn tuổi vì dễ nhận

ra các vùng bất thường hơn

Trong mỗi chu kỳ kinh nguyệt, mô vú có xu hướng căng lên do những thay

ñổi của mức estrogen và progesterone của cơ thể Tuyến sữa và các ống dẫn mở

rộng, và vú giữ nước Trong khi hành kinh, vú có cảm giác tạm thời hơi sưng lên và

ñau Các bác sĩ khuyên rằng phụ nữ nên tự kiểm tra vú hàng tháng vào tuần ngay

sau khi hành kinh khi vú ñã không còn ñau như trước

U nang sợi là một kiểu lành tính phổ biến liên quan ñến chu kỳ kinh nguyệt

Một số phụ nữ có u nang (một gói chất lỏng dồn lại) sẽ cảm thấy có cục trong vú và

thấy ñau Các triệu chứng của u nang sợi thường giảm ñi sau khi mãn kinh nhưng có

thể kéo dài nếu phụ nữ sử dụng liệu phát thay thế hormon

2.1.3 Vị trí của vú

Hai vú chiếm phần lớn ngực Ở ñằng trước, mô vú kéo dài từ xương ñòn ñến

giữa xương ức Ở hai bên, mô vú có thể kéo ñến nách và ñến phần cơ nằm từ thắt

lưng ñến phần xương cánh tay trên

Hình 2.3 Vị trí của vú

Trên thực tế, mối quan hệ về giải phẫu giữa vú và cơ nằm bên dưới rất quan trọng trong phẫu thuật Vú che phủ các cơ thành ngực quan trọng như cơ thành ngực chính, cơ thành ngực phụ và cơ liên sườn Vú cũng có thể bao trùm một vài cơ mảnh gắn vào xương sườn/ cơ sườn và nối với xương vai và các cơ dài, phẳng kéo dãn cơ thể từ xương chung ñến các xương sườn

tế bào hơn chỉ khi cơ thể cần ñến chúng Quá trình có thứ tự này giúp giữ cho cơ thể khoẻ mạnh Tuy nhiên, ñôi khi các tế bào tiếp tục phân chia khi cơ thể không cần ñến các tế bào mới Các tế bào thừa này hình thành nên một khối mô, ñược gọi là

một khối u Các khối u cĩ thể là lành tính hoặc ác tính Khi các tế bào bị bệnh xuất

phát từ mơ vú, khối u đĩ được gọi là u vú

Một khối u vú được xem là lành tính nếu nĩ hạn chế trong một vài lớp tế bào

và khơng xâm lấn sang các mơ hay cơ quan xung quanh Cịn nếu khối u lan sang

các mơ hoặc cơ quan xung quanh, nĩ được xem là ác tính Ung thư biểu mơ

(carcinoma) là thuật ngữ dùng để miêu tả kiểu ung thư phổ biến nhất, xuất phát từ

biểu mơ (bề mặt hoặc lớp ngồi) Ngược lại, bướu thịt (sarcoma) là từ dùng để định

nghĩa các khối u xuất phát t ừ xương, cơ, mỡ và mơ liên kết

Về bản chất, vú là một tập hợp các mơ mỡ và tuyến sản sinh sữa sau khi phụ

nữ sinh con Các tuyến sản xuất sữa được gọi là các tiểu thuỳ và các ống nối chúng

với núm vú được gọi là các ống dẫn Tương ứng, ung thư biểu mơ của vú phát triển

khi các thay đổi ác tính xảy ra trong các tế bào nằm ở tiểu thuỳ hoặc phổ biến hơn,

nằm ở các ống dẫn

Cĩ hai kiểu ung thư vú chính:

- Ung thư biểu mơ tiểu thuỳ

- Ung thư biểu mơ ống dẫn

Ung thư cĩ thể là kiểu xâm lấn (lan sang các vùng khác) hoặc khơng xâm lấn

(thường được gọi là “in situ” (nghĩa là tại chỗ) - chỉ nằm ở vùng khởi đầu) Phần lớn

(70% - 80%) ung thư vú xuất phát từ các ống dẫn, phần tạo nên phần lớn mơ vú Vì

các tế bào tiểu thuỳ và ống dẫn cĩ ở các mơ tuyến ở các vùng trên, giữa và ngồi

của vú, nên đây là nơi xảy ra hầu hết các trường hợp ung thư Các khối u vú hiếm

khi bắt nguồn từ mơ mỡ hoặc mơ khơng phải mơ tuyến Các khối u như vậy, nếu cĩ

xuất hiện, thường là các bướu thịt

Các tế bào từ các khối u cĩ thể di chuyển và phát triển trong các phần khác

của cơ thể Quá trình này được gọi là di căn Ung thư vú thường di căn đến các vùng

như phổi, xương, gan và não Nếu ung thư vú được phát hiện vào giai đoạn đầu – ví

dụ, trước khi di căn - thường là cĩ thể chữa trị được; tuy nhiên, khi bệnh đã phát

triển, khả năng điều trị hiệu quả là khơng cịn Mặc dù vậy thì may mắn là nhiều

khối bướu trong vú lại gây ra u lành tính, u này sẽ khơng lan ra ngồi vú và khơng

đe doạ đến tính mạng

2.2.2 Nút bạch huyết

Do ung thư cĩ thể lan từ vú đến các nút bạch huyết ở nách trước tiên nên xác định xem các nút bạch huyết cĩ chứa tế bào ung thư khơng là việc thiết yếu trong quá trình chẩn đốn ung thư vú Trạng thái của các nút bạch huyết giúp bác sĩ xác định

và đánh giá ung thư, và từ đĩ quyết định cách điều trị

2.2.2.1 H ệ bạch huyết

Hệ bạch huyết là phần cơ bản của hệ miễn dịch, giúp cơ thể chống trọi lại các nhiễm trùng hoặc ung thư Hệ bạch huyết gồm một mạng lưới các mạch dẫn chất lỏng từ các mơ đến các nút bạch huyết, các ống dẫn bạch huyết chứa chất lỏng lớn hơn và các cơ quan chuyên dụng nằm trong hệ miễn dịch Các nút bạch huyết và các

cơ quan làm việc như một kiểu “bộ lọc”, loại bỏ các cơ quan xâm lấn hoặc các tế bào bị bệnh từ chất lưu bạch huyết và “xử lý” chúng theo cách cho phép cơ thể chống trọi lại các tác nhân cĩ hại này Bạch huyết là một chất lỏng màu sáng/ hơi vàng chứa các tế bào bạch cầu, protein, và một số tế bào hồng cầu

Các nút bạch huyết hình hột đậu của hệ bạch huyết được kết nối nhờ các mạch Các nút bạch huyết thường cĩ trong các bĩ dưới nách, ở hai bên cổ và ở háng Các nút bạch huyết lọc chất lỏng bạch huyết và chặn các chất lạ Bất cứ chất lỏng nào được hệ bạch huyết hấp thụ đều đi qua ít nhất một nút bạch huyết trước khi

nĩ trở về tuần hồn

Hình 2.3 Hệ bạch huyết

Các nút bạch huyết chứa các tế bào bạch cầu giúp phá vỡ các vi trùng lạ hoặc

các tế bào có hại Các nút bạch huyết có thể mở rộng hoặc phồng lên khi chúng

chống lại một sự nhiễm trùng vì chúng phải sinh ra thêm các tế bào bạch cầu Các

nút bạch huyết có thể bị viêm khi chúng ựang chống lại một cơ thể lạ đôi khi, có

thể nhìn thầy các mạch bạch huyết dưới dạng các ựường mảnh màu ựỏ dọc theo một

chi nào ựó do nhiễm trùng Các nút bạch huyết cũng có thể sưng lên do sự hình

thành một áp xe (túi mủ) trong các nút hoặc khi chúng chứa các tế bào ung thư

2.2.2.2 T ầm quan trọng của các nút bạch huyết trong xác ựịnh giai ựoạn ung thư

Hình 2.4 Các nút bạch huyết ở nách

Nút bạch huyết có chứa các tế bào ung thư hay không là một yếu tố quan trọng khi xác ựịnh giai ựoạn ung thư vú, quyết ựịnh cách ựiều trị và dự ựoán khả năng sống Mặc dù ung thư vú có nhiều khả năng lan sang các vùng khác của cơ thể trước tiên, nhưng phổ biến nhất là nó lan sang các nút bạch huyết ở nách trước tiên

Từ ựó, ung thư vú có thể di căn ựến các phần khác của cơ thể (như xương, phổi, gan hoặc não)

Nếu một phụ nữ ựược chẩn ựoán là bị ung thư xâm lấn (ung thư xâm lấn qua thành các ống dẫn và tiểu thuỳ của vú sang các mô xung quanh vú), cần phải kiểm tra các nút bạch huyết ở nách ựể xác ựịnh chúng có chứa tế bào ung thư hay không

Bảng 2.1 Phân loại ung thư Ung thư không xâm lấn Ung thư xâm lấn

Các tế bào ung thư chỉ nằm trong các ống dẫn và không xâm lấn sang mô mỡ

và mô liên kết xung quanh trong vú

Ung thư biểu mô ống dẫn tại chỗ (DCIS) là kiểu phổ biến nhất của ung thư không xâm lấn (90%) Ung thư biểu

mô tiểu thuỳ tại chỗ (LCIS) ắt phổ biến hơn và ựược xem là dấu hiệu về khả năng phát triển thành ung thư vú

Các tế bào ung thư phá vỡ thành ống dẫn và tiểu thuỳ và xâm lấn sang các

mô mỡ và mô liên kết xung quanh trong

vú Ung thư có thể là xâm lấn nhưng không di căn ựến các nút bạch huyết hoặc các cơ quan khác

Xác ựịnh xem các nút bạch huyết có tế bào ung thư hay không là một bước thiết yếu của quá trình xác ựịnh giai ựoạn ung thư, giúp quyết ựịnh cách ựiều trị và

dự ựoán bệnh Kắch thước khối u và phạm vi ung thư có thể di căn sang các vùng khác của cơ thể cũng cần ựược kiểm tra

Cách kiểm tra các nút bạch huyết chuẩn là thực hiện mổ nút ở nách Quy trình này thực hiện loại bỏ 10 ựến 30 nút bạch huyết ựể kiểm tra dưới kắnh hiển vi Tác dụng phụ phổ biến nhất của việc mổ nút ở nách là gây ra sưng cánh tay, ảnh hưởng khoảng 10% bệnh nhân Chứng này xảy ra khi quá trình dẫn bạch huyết bình thường từ cánh tay bị nghẽn hoặc chặn lại, khiến chất lỏng bị dồn ứ trong cánh tay

Một cách phẫu thuật khác nữa hiện nay được dùng cho các bệnh nhân ung

thư vú, đĩ là sinh thiết nút, để xác định xem các tế bào ung thư cĩ trong các nút

bạch huyết hay khơng Sinh thiết nút loại bỏ chỉ một đến ba nút bạch huyết đầu tiên

trong chuỗi bạch huyết

Các nghiên cứu tiếp tục chứng tỏ rằng bỏ đi càng ít nút bạch huyết càng giảm

khả năng phát triển khối sưng tấy Mức độ hiệu quả của sinh thiết trong xác định các

nút bạch huyết cĩ chứa tế bào ung thư hay khơng đã được chứng tỏ là liên quan trực

tiếp đến kinh nghiệm của bác sĩ thực hiện quy trình đĩ Nếu các nút được lấy ra cĩ

chứa ung thư, sau đĩ người ta sẽ thực hiện quy trình phẫu thuật tồn bộ nút bạch

huyết dưới nách

2.2.3 Nguyên nhân của ung thư

Người ta chưa thể khẳng định các nguyên nhân chính xác gây ung thư vú

Tuy nhiên các nhà khoa học cĩ thể đưa ra một số nhân tố cĩ khả năng làm tăng

nguy cơ mắc phải căn bệnh này Các nhân tố nhất định, ví dụ tuổi tác, là ngồi khả

năng kiểm sốt, trong khi các nhân tố khác, ví dụ thĩi quen uống bia rượu, lại cĩ thể

điều chỉnh được [3]

2.2.3.1 Tu ổi tác

Nguy cơ mắc ung thư vú tăng theo tuổi Ví dụ, tỷ lệ ung thư vú hàng năm ở

phụ nữ 50 tuổi cao hơn 8 lần so với ở phụ nữ 30 tuổi Hầu hết các trường hợp ung

thư vú (khoảng 80%) phát triển ở phụ nữ hơn 50 tuổi Trong một nhĩm tuổi (40 đến

45), ung thư vú được xếp đầu tiên trong các nguyên nhân gây tử vong ở phụ nữ

Ung thư vú khơng phổ biến ở phụ nữ dưới 35 tuổi, ngoại trừ những ai trong tiểu sử

gia đình cĩ căn bệnh này

2.2.3.2 Ung th ư vú trước đĩ

Nếu một phụ nữ đã từng mắc ung thư vú, phụ nữ này cĩ nhiều khả năng mắc

ung thư vú ở vú cịn lại Ung thư như vậy xuất phát từ một vị trí hồn tồn khác và

khơng nên nhầm lẫn với ung thư tái phát hoặc di căn từ một vùng khác Khả năng

lại mắc ung thư tăng 0.5 % đến 0.7 % mỗi năm sau chẩn đốn ban đầu Sau 20 năm,

khả năng một phụ nữ phát triển ung thư vú mới là 10 % đến 15 %

2.2.3.3 Ti ểu sử gia đình

Khoảng 85 % phụ nữ mắc ung thư vú khơng thuộc gia đình cĩ người mắc ung thư vú Trong 15 % cịn lại, khoảng một phần ba cĩ bất thường về gen Nguy cơ mắc ung thư vú cao gấp hai lần trong số những phụ nữ cĩ mối quan hệ bậc nhất (mẹ, chị gái hoặc con gái) với người mắc căn bệnh này Nguy cơ tăng gấp 4 đến 5 lần nếu ung thư cĩ mối quan hệ được phát hiện trước khi mãn kinh và bao gồm cả hai bên vú Nguy cơ cũng tăng nếu ung thư vú xuất hiện trong nhiều thế hệ của gia đình

Hơn nữa, nguy cơ ung thư vú cao được thấy ở những gia đình cĩ những rối loạn di truyền, ví dụ bất thường về hệ vận động và hội chứng Li-Fraumeni

2.2.3.4 Bi ến đổi gen

Khoảng 5 % đến 10 % các trường hợp ung thư vú là di truyền Các nhà khoa học đã xác định được các biến đổi nhất định về gen (thay đổi vĩnh viễn trong chất liệu gen) khiến người ta cĩ khả năng cao mắc phải ung thư vú Cho đến nay, các gen được nghiên cứu nhiều nhất bao gồm BRCA1 và BRCA2

Ngồi ra, nhiều gen khác cũng liên quan đến ung thư vú, bao gồm gen cĩ tên p53, AT, nhĩm hồi phục GADD, gen triệt RB, và gen đột biến gây ung thư HER-2/neu Một số trong những gen này trực tiếp tác động đến nguy cơ mắc ung thư vú, trong khi những gen khác liên quan đến quy trình chung phát triển ung thư và di căn

2.2.3.5 Hormone

Nguy cơ ung thư vú cao hơn ở những phụ nữ sử dụng các hormone giới tính,

cụ thể là estrogen Vì thế, nguy cơ mắc ung thư vú cao hơn ở những phụ nữ:

• bắt đầu hành kinh sớm (trước tuổi 12)

• mãn kinh muộn

• khơng sinh con

• sinh con muộn (sau tuổi 30)

• sử dụng thuốc kiểm sốt sinh nở

Liệu pháp thay thế estrogen (ERT), còn ñược gọi là liệu pháp thay thế

hormone (HRT), ñược nhiều phụ nữ lớn tuổi sử dụng ñể giảm các triệu chứng mãn

kinh Một số nghiên cứu ñã chỉ ra rằng ERT làm tăng nguy cơ mắc ung thư vú sau

khi sử dụng nó trong thời gian dài (hơn 10 năm) Nhưng không có một nhất trí

chính thức nào về ERT, do các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng việc tăng nguy

cơ mắc ung thư vú ñược loại trừ trong vòng 5 năm ngừng ERT Hơn nữa, một số

nhà nghiên cứu ñã báo cáo rằng nguy cơ mắc ung thư vú cao hơn ở những phụ nữ

sử dụng estrogen hoặc estrogen cộng progestin, trong khi những người khác thì

không Do những ñiều không chắc chắn như vậy – và thực tế là ERT mang lại nhiều

lợi ích (ví dụ giảm nguy cơ gẫy xương và ñột quỵ) – trước khi một ai ñó sử dụng

ERT, họ cần tham khảo bác sĩ

2.2.3.6 B ệnh về vú (lành tính)

Hầu hết các bệnh lành tính ở vú, ví dụ u nang, không làm tăng khả năng mắc

ung thư vú Nhưng nguy cơ tăng lên khi mô vú có một số ñặc tính cụ thể, như

• u tuyến sợi phức tạp

• tăng sản (tăng bất thường trong số lượng tế bào)

• bất thường cấu trúc tế bào

Tăng sản vừa phải hoặc ñột ngột có thể làm tăng nguy cơ ung thư vú từ 1.5

ñến 4 lần; tuy nhiên khi liên quan ñến bất thường về cấu trúc tế bào thì nguy cơ có

thể tăng tới 5 lần Nếu một phụ nữ lại có thêm tiểu sử gia ñình có người mắc ung

thư vú thì nguy cơ mắc ung thư vú của phụ nữ này tăng tới 11 lần

2.2.3.7 S ử dụng chất kích thích

Nguy cơ mắc ung thư vú tăng ở những phụ nữ sử dụng chất kích thích

Những phụ nữ sử dụng một ñồ uống có chất cồn một ngày thì nguy cơ mắc ung thư

vú cao hơn một chút, còn những phụ nữ sử dụng hơn 3 ñồ uống có chất cồn một

ngày sẽ có nguy cơ cao gấp ñôi Tuy nhiên, cơ sở cho ñiều này là chưa rõ ràng

2.2.3.8 Nhi ễm phóng xạ

Nguy cơ mắc ung thư vú tăng ñáng kể ở những phụ nữ ñã trải qua xạ trị ở ngực khi còn nhỏ hoặc ở tuổi thanh niên Do những ñiều trị từng trải qua (ví dụ, chụp ảnh X quang phổi), phụ nữ trên 45 tuổi thường nhiễm phóng xạ nhiều hơn các phụ nữ trẻ Hơn nữa, nguy cơ cũng tăng ở những phụ nữ bị nhiễm phóng xạ của bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki, Nhật Bản

• có trọng lượng/ chiều cao trên mức trung bình

2.2.4 Các giai ñoạn của ung thư vú

Với mục ñích ñiều trị, ung thư vú ñược chia thành 5 giai ñoạn Giai ñoạn 0 miêu tả các tế bào ung thư không xâm nhập nhưng về lâu dài có nguy cơ trở thành xâm nhập Giai ñoạn một (I) miêu tả các khối u không lớn hơn 2 cm về chiều ngang

và chưa truyền lan ra ngoài vú Trong giai ñoạn hai, khối u khoảng 2 cm nhưng ñã lan truyền ñến nút bạch huyết dưới cánh tay, hoặc khối u khoảng 5 cm nhưng chưa lan truyền ñến nút bạch huyết dưới tay Giai ñoạn ba ung thư lớn hơn 5 cm chiều ngang và ñã lan truyền ñến nút bạch huyết hoặc mô khác dưới vú Giai ñoạn bốn ung thư ñược gọi là di căn và ñã lan truyền ñến các phần khác trong cơ thể Mức ñộ nghiêm trọng tăng dần lên theo các giai ñoạn và tỷ lệ sống giảm

Bảng 2.2 Các giai đoạn ung thư vú

Giai đoạn Kích thước khối u Bao gồm nút bạch huyết Di căn

Cĩ, ở cùng bên vú (Khơng áp dụng)

Khơng Khơng Khơng

Cĩ

2.3 Tạo ảnh bằng tia X

Tạo ảnh bằng tia X – hay cịn gọi là tạo ảnh quang tuyến - là một trong

những cách tạo ảnh nhanh nhất và dễ dàng nhất để một bác sĩ quan sát được các cơ

quan bên trong cơ thể bệnh nhân Tạo ảnh tia X đã tồn tại hơn 100 năm và là một

cơng cụ rất tốt để đánh giá các chấn thương về xương (ví dụ gẫy xương), để chẩn

đốn các hệ thống ruột – chứa khí (bộ máy tiêu hố), để tạo ảnh chẩn đốn độ phân

giải cao của vú (mammography), và để tạo ảnh nhận biết các khoang ngực bao gồm

phổi và tim Cĩ nhiều ứng dụng khác nữa của tạo ảnh quang tuyến bao gồm tạo ảnh

thận, răng và hàm, và các cấu trúc trong tai, mũi và cổ họng Tạo ảnh chẩn đốn

quang tuyến vẫn bao gồm phần lớn các quy trình chẩn đốn thực hiện hàng năm trên

tồn thế giới

Tạo ảnh quang tuyến đặc biệt là cơ sở cho mammography quét và chẩn đốn,

sử dụng để phát hiện và chỉ dẫn cách điều trị đối với ung thư vú Tạo ảnh X quang

thường quy vẫn đĩng một vai trị quan trọng trong phát hiện, chẩn đốn và điều trị

Tạo ảnh quang tuyến thường quy bao gồm một phạm vi rộng các kỹ thuật và ứng dụng tuy nhiên, nĩi chung, tạo ảnh quang tuyến thường được chia thành hai kiểu chính:

1 Tạo ảnh quang tuyến với một bức ảnh “tĩnh” của xương hoặc cơ quan nào đĩ

và in lên phim hoặc hiển thị trên màn hình máy tính Một bức ảnh quang tuyến thường được so sánh với việc chụp một bức ảnh với camera 35 mm

2 Tạo ảnh tăng sáng truyền hình với hình ảnh một cơ quan nào đĩ được quan sát trên màn hình TV hoặc máy tính

2.3.1 Tạo ảnh X quang vú – Mammography

(a) (b)

Hình 2.6 (a) Hệ thống tạo ảnh X quang vú và (b) Một bức ảnh X quang vú

2.3.1.1 Mammography là gì?

Mammography là một kiểu tạo ảnh quang tuyến đặc biệt được sử dụng để tạo ảnh các chi tiết của vú Cĩ khoảng 48 triệu ảnh X quang vú được thực hiện hàng

năm ở Mỹ Tạo ảnh X quang vú sử dụng tia X liều thấp; phim độ tương phản và độ

phân giải cao; và hệ thống tia X được thiết kế đặc biệt để tạo ảnh vú ðiều trị ung

thư vú thành cơng phụ thuộc vào việc chẩn đốn sớm Ảnh X quang vú đĩng vai trị

chính trong việc phát hiện sớm ung thư vú Cơ quan Food and Drug của Mỹ báo cáo

rằng ảnh X quang vú cĩ thể phát hiện 85 % đến 90 % các trường hợp ung thư vú ở

phụ nữ hơn 50 tuổi và phát hiện được các khối sưng hai năm trước khi cĩ thể cảm

nhận được nĩ Những lợi ích của tạo ảnh X quang vú vượt trội hơn hẳn những nguy

cơ và nhược điểm của nĩ

Ảnh X quang vú cho biết những thay đổi trong vú rất tốt trước khi bệnh nhân

hoặc bác sĩ cảm nhận được chúng Khi phát hiện được một khối sưng, ảnh X quang

vú sẽ là chìa khố để đánh giá khối sưng đĩ nhằm xác định nĩ cĩ phải là ung thư

hay khơng Nếu bất thường trong vú được phát hiện và khẳng định bằng ảnh X

quang vú, cĩ thể thực hiện thêm các kiểm tra tạo ảnh vú khác như siêu âm hoặc sinh

thiết Sinh thiết bao gồm việc lấy một mẫu từ mơ vú và kiểm tra mẫu này dưới kính

hiển vi để xác định nĩ cĩ chứa các tế bào ung thư hay khơng Tạo ảnh X quang vú

và siêu âm được sử dụng nhiều để giúp các bác sĩ đưa kim vào đúng vị trí trong vú

khi làm sinh thiết

Cĩ hai kiểu tạo ảnh X quang vú, là quét và chẩn đốn:

- Quét X quang vú là kiểu kiểm tra vú bằng tia X cho các phụ nữ khơng cĩ các

triệu chứng bất thường (khơng cĩ bệnh hoặc triệu chứng về ung thư vú) Mục

đích của việc quét này là phát hiện ung thư khi nĩ cịn nhỏ đến mức bệnh

nhân hay bác sĩ khơng thể cảm nhận được Phát hiện sớm khối ung thư nhỏ

bằng cách quét sẽ tăng khả năng điều trị thành cơng cho bệnh nhân lên nhiều

lần Quét X quang vú được khuyến cáo thực hiện hàng năm hoặc 2 năm một

lần đối với các phụ nữ từ 40 tuổi trở lên và hàng năm đối với những phụ nữ

trên 50 tuổi Trong một số trường hợp, bác sĩ cĩ thể khuyên thực hiện quét

mammography trước tuổi 40 (ví dụ với những phụ nữ trong tiểu sử gia đình

cĩ người mắc bệnh ung thư vú)

- X quang vú chẩn đốn là kiểu kiểm tra vú bằng tia X với các phụ nữ cĩ bệnh

(ví dụ, trong khi tự kiểm tra họ phát hiệ thấy khối sưng trong vú hoặc núm vú

chảy nước) hoặc cĩ bất thường phát hiện trong khi quét X quang vú chẩn

đốn phức tạp hơn và tốn nhiều thời gian hơn quét X quang vú và được sử dụng để xác định kích thước và vị trí chính xác của các bất thường trong vú

và tạo ảnh các mơ và nút bạch huyết xung quanh Thơng thường, người ta tạo ảnh thêm một vài hướng nhìn của vú và biên dịch trong quá trình X quang vú chẩn đốn Vì thế, X quang vú chẩn đốn đắt hơn quét X quang vú Phụ nữ với vú được cấy mơ và trong tiểu sử gia đình cĩ người mắc ung thư vú thường cần thêm các ảnh dùng trong X quang vú chẩn đốn

2.3.1.2 T ạo ảnh X quang vú được thực hiện như thế nào?

Trong quá trình tạo ảnh, kỹ thuật viên sẽ định vị bệnh nhân và tạo ảnh từng

vú tách biệt nhau Mỗi lần, từng vú được định vị cẩn thận trên một cassette chứa phim đặc biệt và sau đĩ nhẹ nhàng nén vú bằng một tấm nén (thường làm bằng nhựa) Nén làm cho vú bằng phẳng để cĩ thể tạo ảnh nhiều mơ nhất

Ở một số nơi, kỹ thuật viên cĩ thể gắn một vài miếng đánh dấu dính lên trên

da bệnh nhân trước khi tạo ảnh Mục đích của các tấm dính đánh dấu đĩ là: (1) xác định các vùng cĩ nốt ruồi, vết hoặc sẹo sao cho chúng khơng bị hiểu nhầm là các bất thường, và (2) xác định các vùng cĩ thể là vùng quan tâm (ví dụ một khối sưng thấy khi tự kiểm tra vú) Một số nơi luơn đánh dấu núm vú bằng một điểm nhỏ để tạo ra một “mốc” trên ảnh X quang vú

ðể “tạo” ảnh X quang vú, nguồn tia X được bật lên và các tia X phát qua vú

đã được nén và đến cassette phim đặt dưới vú Các tia X đập vào lớp phosphor đặc biệt trong cassette Lớp phosphor này phát sáng tương ứng với cường độ chùm tia X đập vào nĩ, từ đĩ “chiếu” vào phim một bức ảnh của các cấu trúc bên trong vú Phim nhạy cao và các tia X đặc biệt được sử dụng để tạo ảnh cĩ chất lượng cao nhất với liều thấp nhất

Phim “được chiếu” trong cassette sau đĩ được rửa trong phịng tối giống như ảnh bình thường Chính năng lượng và bước sĩng đặc biệt của tia X cho phép chung

đi qua vú và tạo ảnh các cấu trúc bên trong của vú Khi các tia X đi qua vú, chúng bị suy giảm (yếu đi) do mật đơ mơ khác nhau chúng gặp phải Mỡ cĩ mật độ lớn và hấp thụ hoặc làm suy giảm một lượng lớn tia X Các mơ liên kết xung quanh các ống dẫn và mỡ cĩ mật độ thấp hơn và làm suy giảm năng lượng tia X ít hơn Chính

sự khác biệt trong hấp thụ và mức độ chiếu tương ứng lên phim tạo ra ảnh thể hiện

rõ ràng các cấu trúc bên trong như mỡ, mơ tuyến sợi, ống dẫn và núm vú Khơng

những thế, các bất thường như các vi canxi hố (các cặn canxi nhỏ), khối u và u

nang cũng thấy trên ảnh X quang vú

Phim đã được rửa sau đĩ được bác sĩ đọc, bác sĩ này sẽ so sánh bức ảnh mới

của một bệnh nhân nào đĩ với ảnh của bệnh nhân khác và với các ảnh X quang vú

mà bệnh nhân đĩ đã chụp trước đĩ Bác sĩ tìm kiếm bĩng mờ và các kiểu mật độ mơ

để phát hiện các bất thường

Ảnh X quang vú cũng như vân tay; cĩ dạng khác nhau ở những người kác

nhau, và khơng cĩ hai ảnh nào giống nhau Những ảnh đã chụp trước đĩ rất cĩ ích

cho các bác sĩ để so sánh Nĩ giúp các bác sĩ phát hiện những thay đổi nhỏ diễn ra

từ từ theo thời gian và phát hiện ung thư sớm nhất cĩ thể

Vú tạo thành từ mỡ, mơ sợi và các tuyến Các khối u trong vú (bao gồm u

lành và u ác) cĩ dạng các vùng trắng trên phim Mỡ cĩ dạng các vùng đen Các

thành phần khác (tuyến, mơ liên két, khối u, và các bất thường quan trọng khác như

các vi canxi hố) cĩ một mức độ sáng nào đĩ trên ảnh

2.3.1.3 Các h ướng quan sát trong X quang vú quét và chẩn đốn

CC và MLO LM ML

Hình 2.7 Các hướng quan sát trong quét X quang vú

Với chụp X quang vú, mỗi bên vú được tạo ảnh riêng:

- thơng thường là từ trên xuống (ảnh cranial-caudal, CC) và

- từ hướng xiên (mediolateral-oblique, MLO) Với X quang vú chẩn đốn, từng bên vú được tạo ảnh riêng:

- từ trên xuống (CC)

- từ hướng xiên (MLO)

- từ ngồi vào trong (lateromedial, LM) và từ giữa ngực ra ngồi (mediolateral, ML)…

- nếu đã thực hiện quá trình quét trước đĩ và nếu những ảnh CC và MLO thu được đủ chất lượng chẩn đốn thì khơng cần thực hiện lại mammography chẩn đốn nữa

Hình 2.8 Hướng quan sát CC của vú bên trái trên ảnh X quang

Hình 2.9 Hướng quan sát ML của vú bên trái trên ảnh X quang

Hình 2.10 Ảnh X quang vú với các vùng khác nhau

Cơ ngực

Kết cấu chính của vú Nền ảnh

Mỡ dưới da

2.3.2 Các kiểu bất thường mà X quang vú chẩn đốn cĩ thể phát hiện

Ảnh X quang vú được dùng để phát hiện các bất thường trong vú, phổ biến nhất là các khối u hoặc các vi canxi hố Các canxi hố là các cặn khống chất trong

mơ vú xuất hiện dưới dạng một vùng màu trắng, nhỏ trên phim X quang Khối u là một nhĩm tế bào bất kỳ hợp lại với mật độ lớn hơn các mơ xung quanh U nang (túi chất lỏng) cũng xuất hện dưới dạng một khối u trên ảnh X quang vú ðể phân biệt giữa một khối u rắn và một khối u nang, các bác sĩ thường sử dụng sĩng siêu âm

• Các vi canxi hố: là các đốm canxi nhỏ (nhỏ hơn 1/50 inch) trong vú Khi cĩ nhiều vi canxi hố trong cùng một vùng, chúng tạo thành một đám và cĩ thể biểu thị một khối ung thư nhỏ Khoảng một nửa các trường hợp ung thư phát hiện qua ảnh X quang vú cĩ dạng các đám vicanxi hố Các vi canxi hố là biểu hiện phổ biến nhất về ung thư biểu mơ ống dẫn tại chỗ (DCIS) (một dạng ung thư giai đoạn đầu hạn chế trong các ống dẫn) trên ảnh X quang vú Gần 90% các trường hợp ung thư biểu mơ ống dẫn tại chố liên quan đến các

vi canxi hố

• Một vùng vi canxi hố trên ảnh X quang vú khơng phải lúc nào cũng biểu thị ung thư Hình dạng và sự sắp xếp các vi canxi giúp bác sĩ đánh giá khả năng ung thư Trong một số trường hợp, các vi canxi hố khơng cần phải làm sinh thiết Thay vì thế, bác sĩ cĩ thể tiếp tục theo dõi và thực hiện chụp X quang

vú 6 tháng 1 lần cho bệnh nhân Trong các trường hợp khác, các vi canxi hố đáng ngại hơn và khi đĩ cần làm sinh thiết Khoảng 17% các canxi hố cần sinh thiết thực sự là ung thư

• Các khối u: Một thay đổi quan trọng nữa trên ảnh X quang vú là sự hiện diện của các khối u, các khối này cĩ thể cĩ hoặc khơng liên quan đến các canxi hố Một khối u là một nhĩm tế bào bất kỳ nhĩm lại với mật độ cao hơn các

mơ xung quanh Cũng giống như với các vi canxi hố, khối u cĩ thể là lành tính hoặc ác tính Kích thước, hình dạng và đường bao của khối u giúp bác sĩ đánh giá khả năng ung thư của nĩ Các ảnh X quang vú chụp trong quá khứ

cĩ thể cho thấy một khối u nào đĩ khơng thay đổi trong nhiều năm, biểu hiện

là u lành tính và tránh được việc sinh thiết khơng cần thiết

Hình 2.17 Ví dụ về khối u với ñường bao không rõ ràng

Hình 2.18 Ví dụ về khối u với ñường bao không nhận biết ñược

Hình 2.19 Ví dụ về khối u gai

Từ Hình 2.20 ñến Hình 2.22 là các ví dụ về khối u với mật ñộ khác nhau Các khối u với mật ñộ cao nổi bật lên trên mô nền Các khối u với mật ñộ thấp có dạng mờ nhạt và có thể bị che khuất một phần Các khối u có mật ñộ ngang bằng biểu thị cường ñộ bằng với các ñối tượng khác trên ảnh

Hình 2.20 Ví dụ về khối u có mật ñộ cao

Hình 2.21 Khối u có mật ñộ ngang bằng

Hình 2.22 Khối u có mật ñộ thấp

Hình 2.23 Các vi can xi hoá (khoanh tròn)

Hình 2.24 Hình ảnh nhìn từ bên và từ trên xuống của một biến dạng hình học

Hình 2.25 Ảnh X quang vú với mô tuyến rất ñặc

2.3.4 ðọc phim X quang vú

Quét X quang vú có thể giúp phát hiện sớm ung thư vú; tuy nhiên, nó phụ

thuộc vào việc ñọc chính xác ảnh của bác sĩ Do các chi tiết nhỏ và các thay ñổi của

vú, thường xảy ra lỗi Có hai loại lỗi thường gặp là tích cực sai và tiêu cực sai Tích

cực sai là lỗi khi bác sĩ xác ñịnh một vùng nào ñó là ung thư trong khi nó chỉ là lành

tính Tiêu cực sai xảy ra khi một bất thường nào ñó không ñược bác sĩ phát hiện

Trong hai lỗi này, tích cực sai ít nguy hiểm hơn Chúng thường không gây

nguy hiểm cho cuộc sống của bệnh nhân, nhưng cũng gây ra những hệ quả tiêu cực

Có thể phải chụp thêm ảnh X quang hoặc thực hiện các kiểm tra không xâm nhập ñể

xác ñịnh bản chất của bất thường

Tiêu cực sai có mức ñộ nguy hại cao hơn Lỗi này trực tiếp làm chậm hoặc ngăn chặn việc phát hiện sớm ung thư và gây ảnh hưởng bất lợi lên cơ hội ñiều trị ung thư của bệnh nhân Các khối u hoặc dấu hiệu của khối u mà không ñược phát hiện hoặc bị phân loại nhầm là u lành sẽ làm giảm hiệu quả của quét X quang vú

Chương 3 - XỬ LÝ ẢNH SỐ

Trước ñây, các bệnh viện ở Việt Nam thường ghi ảnh X quang lên phim Tuy

nhiên, hiện nay một số nơi, như bệnh viện K Hà Nội, ñã sử dụng thiết bị với khả

năng thu nhận số Vì vậy, ảnh X quang ta thu ñược là ảnh số, lưu trữ trên máy tính

dưới dạng file JPEG Bởi vậy, trong chương này ta sẽ trình bày một số khái niệm,

thuật toán ñối với ảnh số, với các ví dụ minh họa là các ảnh X quang vú

3.1 Ảnh số

Một bức ảnh số là một bức ảnh xij = f (i, j) ñược rời rạc hoá cả về toạ ñộ

không gian và về ñộ sáng Ta có thể xem một bức ảnh số như một ma trận có chỉ số

hàng và cột xác ñịnh một ñiểm trên ảnh mà giá trị phần tử ma trận tương ứng của nó

xác ñịnh mức xám ở ñiểm ñó Các phần tử của một mảng số như vậy ñược gọi là

các phần tử ảnh hay là các ñiểm ảnh (pixel – picture element)

Hình 3.1 Ví dụ về ma trận ảnh kích thước 5 × 5 và lược ñồ xám của nó

ðây là ñịnh nghĩa về một ảnh mức xám Ảnh dùng trong nghiên cứu này là

các ảnh mức xám Các ảnh mức xám cũng ñược sử dụng ñể biểu thị các thay ñổi về

cường ñộ tương ñối ñối với một cảnh cho trước hoặc một vật chất ñối tượng Do các

cường ñộ thu nhận trên một tấm phim X quang của hệ thống X quang là các giá trị

ghi lại mức ñộ hấp thụ bức xạ tương ñối nên các ảnh mức xám là hoàn toàn thích

hợp cho ảnh số X quang vú Các phần tử trong một bức ảnh số chứa một giá trị rời

rạc, thường là một số nguyên dương trong một phạm vi cho trước Thông thường các bức ảnh sẽ ñược ñịnh nghĩa bởi một dải các giá trị chúng bao gồm Ví dụ, một ảnh mức xám 8 bit có các giá trị pixel nằm trong khoảng từ 0 ñến 255 Một ảnh mức xám 12 bit có xá giá trị pixel từ 0 ñến 4095 Tương tự thế, ảnh nhị phân, hay ảnh 1 bit, có các giá trị pixel là 0 hoặc 1

3.2 Mô hình xác suất thống kê

Các con số thống kê có thể khai triển cho ảnh số, hỗ trợ việc mô tả và phân tích ảnh Phần này ñưa ra giới thiệu về một nhóm các thông số thống kê ảnh ñược lựa chọn cùng các ví dụ Trên thực tế, nhiều nghiên cứu tiếp tục phát triển các con

số thống kê mới ñể miêu tả và phân tích các bức ảnh Nghiên cứu này chủ yếu quan tâm ñến ứng dụng các thông số thống kê ñã có

Các thống kê dưới ñây có thể ñược tính toán trên toàn bức ảnh hoặc trên một phần của bức ảnh Trong nhiều trường hợp, nhiều phần của bức ảnh từ một bức ảnh ban ñầu ñược lựa chọn và so sánh sử dụng các thống kê này

3.2.1 Lược ñồ xám

Lược ñồ xám của một bức ảnh biểu diễn phân bố cường ñộ mức xám trên một bức ảnh không theo vị trí trên ảnh Hình 3.2 là một ví dụ về ảnh X quang vú và Hình 3.3 là lược ñồ xám tương ứng của nó Lược ñồ xám cho biết phân bố xác suất với mỗi mức xám trên ảnh Vì Hình 3.2 là ảnh 8 bit, lượng ñồ xám biểu diễn 256 giá

trị Tổng quát, ứng với ảnh n bit, lược ñồ xám sẽ hiển thị phân bố xác suất của 2 n

mức xám trên ảnh

Hình 3.2 Ảnh mammogram biểu diễn vú trái nhìn từ bên

Nhiều thông tin có thể thu thập ñược từ lược ñồ xám của ảnh và các ảnh con

Ví dụ, Hình 3.4 biểu diễn 3 ảnh con từ Hình 3.2 và lược ñồ xám tương ứng của

chúng Ba ảnh con này biểu diễn mô mỡ trong vú, Hình 3.4(a), nền, Hình 3.4(b) và

mô cơ ngực, Hình 3.4(c) Lược ñồ xám của các ảnh con này cung cấp hình ảnh ñịnh

lượng về những khác nhau quan sát ñược giữa các thành phần ảnh mammo ñược

Hình 3.4 Ba ảnh con từ Hình 3.2 và lược ñồ xám tương ứng của chúng

Sử dụng Matlab tính lược ñồ xám của một bức ảnh cho trước

function ihist = imghist(img)

if exist('img', 'var') == 0

error('Error: Specify an input image.');

3.2.2 Giá trị trung bình (Mean)

Giá trị trung bình của một bức ảnh là trung bình của tất cả các cường ñộ pixel

trên ảnh Giá trị này ñược tính cho toàn bức ảnh hoặc cho một ảnh con nào ñó Với

một bức ảnh có kích thước M × N, nó ñược ñịnh nghĩa là

Giá trị kỳ vọng cũng ñược áp dụng cho các hàm của xij Giá trị trung vị của

một bức ảnh cũng liên quan ñến giá trị trung bình và ñược ñịnh nghĩa là giá trị ở

giữa của tất cả các pixel Vì vậy, nếu tất cả các giá trị pixel trên ảnh ñã ñược phân

loại thì giá trị ở giữa sẽ là giá trị trung vị

3.2.3 ðộ lệch chuẩn

Biến của ảnh là một ñại lượng về sự thay ñổi của cường ñộ pixel trên ảnh

Biến của ảnh, xi,j ñược ñịnh nghĩa là

, , 2

i j

i j x N

µσ

−

≡

∑

(3.3)

với µ là giá trị trung bình của ảnh và N là số pixel σ2 là biến và σ bằng ñộ lệch

chuẩn Biến có thể ñược ñịnh nghĩa theo giá trị kỳ vọng của xij như sau

, 3

i j x y N

µσ

−

≡∑ (3.5)

với µ là giá trị trung bình của ảnh, σ là ñộ lệch chuẩn và N là tổng số pixel Skew

của bất cứ phân bố ñối xứng hoàn toàn nào ñều bằng 0

3.3 Cải thiện ảnh

Phần này giới thiệu một số phương pháp cải thiện, hay còn gọi là nâng cấp ảnh số Các phép toán cải thiện ảnh số có thể ñược sử dụng ñể nâng cao chất lượng hình ảnh, loại trừ nhiễu và lỗi, hoặc ñể làm nổi bật lên một số ñặc tính nào ñó trên ảnh Các phép toán này có thể khá hữu ích trong việc phát triển các kỹ thuật phân tích ảnh mammo số

3.3.1 Các phép toán với lược ñồ xám

Phần trên ñã miêu tả chi tiết về cấu trúc của một lược ñồ xám Lược ñồ xám miêu tả các dữ liệu trên ảnh, nhưng nó có thể cũng ñược sử dụng ñể cải thiện ảnh Các phép toán có thể ñược thực hiện trên lược ñồ xám ñể cải thiện dạng ảnh hoặc ñiều chình nội dung ảnh

• ðiều chỉnh lược ñồ xám

Một số ảnh có ñộ tương phản thấp, nghĩa là chúng hiển thị ít khác biệt giữa

các pixel sáng nhất và tối nhất Nói cách khác, chúng sử dụng một phần nhỏ của dải

cường ñộ cho phép ðiều này thường xảy ra khi phân tích các ảnh con từ một ảnh

mammo số Hình 3.5(a) ñưa ra một bức ảnh con từ ảnh trên Hình 3.2 Bức ảnh con

này biểu diễn một vùng cơ ngực; chú ý rằng có ñộ tương phản thấp Lược ñồ xám

trên Hình 3.5 (b) rất hẹp Các ñặc tính trên bức ảnh con này hầu như không thể phân

biệt ñược, và các pixel trên bức ảnh con này thay ñổi từ 221 ñến 250, chiếm 11.37

% của 255 giá trị với ảnh 8 bit Hình 3.5(c) biểu diễn ảnh sau khi các giá trị pixel ñã

ñược ñiều chỉnh lại theo cả dải cường ñộ từ 0 ñến 255 Hình 3.5(d) biểu diễn lược

ñồ xám sau khi ñiều chỉnh Bức ảnh ñã rộng hơn và có nhiều chi tiết và ñặc tính

hơn

ðây là một ví dụ về việc ñiều chỉnh tỷ lệ tuyến tính ñơn giản cường ñộ các

pixel, trong một số trường hợp các phép toán phức tạp hơn cho kết quả tốt hơn

Cường ñộ có thể ñược chia mức lại ñể tăng ñộ tương phản cho các dải phổ cường ñộ

khác nhau Chia mức có thể làm nổi bật các ñặc tính rơi vào một dải cường ñộ nào

ñó trên ảnh

(a) Mô ngực (b) Lược ñồ xám của ảnh trên hình (a)

(c) Ảnh con từ (a) sau khi biến ñổi lược ñồ xám (d) Lược ñồ xám của (c )

Hình 3.5 Ví dụ về ñiều chỉnh lược ñồ xám ñể nâng cao ñộ tương phản của ảnh

• Cân bằng lược ñồ xám Một phương pháp tăng ñộ tương phản khác của ảnh là cân bằng lược ñồ xám Cân bằng lược ñồ xám là một quy trình ñược sử dụng ñể tạo ra một ảnh mới ñã ñược cải thiện với lược ñồ xám ñồng ñều Việc này ñược thực hiện bằng cách sử dụng một lược ñồ xám luỹ tích ñược chuẩn hoá với vai trò một hàm ánh xạ mức xám Hình 3.6(a) biểu diễn một ảnh con từ Hình 3.2 hiển thị một phần cơ ngực Như ñã miêu tả

ở trên, ảnh này có ñộ tương phản thấp Hình 3.6(c) biểu diễn cùng bức ảnh con ñó sau khi ñã cân bằng lược ñồ xám Hình 3.6(d) biểu diễn lược ñồ xám sau khi cân bằng, và các chi tiết và ñặc tính trên ảnh con ñã hiển thị rõ hơn

(a) Cơ ngực (b) Lược ñồ xám của ảnh trên (a)

(c) Ảnh con từ (a) sau khi cân bằng lược ñồ xám (d) Lược ñồ xám của (c)

Hình 3.6 Ví dụ về cân bằng lược ñồ xám

Sử dụng Matlab thực hiện cân bằng lược ñồ xám

function ieqhist = imghisteq(img)

Lọc tuyến tính một bức ảnh có thể thay ñổi bức ảnh theo rất nhiều cách, ñể

cải thiện hoặc khử một số ñặc tính nào ñó Sự khác biệt giữa lọc tuyến tính và các

phương pháp cải thiện ảnh khác là việc sử dụng bộ lọc, còn ñược gọi là nhân Lọc

tuyến tính ñược thực hiện bằng một phép toán gọi là tích chập Trong tích chập, giá

trị của một pixel ñầu vào ñược tính bằng tổng trọng số của các pixel lân cận Ma

trận các trọng số ñược gọi là nhân tích chập Ví dụ, dùng nhân tích chập K = [1/3

1/3 1/3] cho một tín hiệu một chiều A = [1 0 1 0 1 0 1 0] có tác dụng thay thế mỗi

giá trị bằng giá trị trung bình của giá trị ñó với giá trị bên trái và bên phải Việc này

cho kết quả B = [1/3 2/3 1/3 2/3 1/3 2/3 1/3 2/3 1/3 2/3]

3.3.3 Làm trơn ảnh

Trong một số trường hợp một bức ảnh sẽ hiển thị nhiều chi tiết hơn mức cần thiết Nếu ta phân tích một bức ảnh cho các ñặc tính tỷ lệ lớn bao gồm nhiều pixel, thì các thay ñổi nhỏ giữa các pixel có thể gây ra rắc rối ðể giảm các ñặc tính tỷ lệ nhỏ trên ảnh, ta sử dụng phép làm trơn ảnh Có một vài phương pháp làm trơn ảnh Phương pháp phổ biến nhất là dùng bộ lọc trung bình Ví dụ về bộ lọc ở phần trước

là một bộ lọc trung bình Một bộ lọc trung bình có thể ñược coi là một phép tích phân trên ảnh Hình 3.7 biểu diễn một ảnh X quang vú với nhiều chi tiết rõ nét Hình 3.8 biểu diễn ảnh ở Hình 3.7 sau khi dùng một bộ lọc trung bình 20 × 20 ñể giảm chi tiết

Hình 3.7 Ảnh X quang vú với các chi tiết rõ nét

Hình 3.8 Ảnh từ Hình 3.7 sau khi sử dụng bộ lọc trung bình kích thước 20 × 20

3.3.4 Làm sắc nét ảnh

ðối lập với làm trơn ảnh là phép làm nét ảnh và có thể coi là một phép vi

phân Quy trình này cần một nhân ñóng vai trò toán tử vi phân - một toán tử làm

tăng sự khác biệt giữa các pixel liền kề Trong nhiều trường hợp, nhân ñược chọn là

một xấp xỉ của toán tử Laplacian Toán tử L ñược ñịnh nghĩa là

Hình 3.9 Phát hiện biên Laplacian trong ảnh X quang vú

Hình 3.10 Ảnh X quang vú với ñường biên ñược cải thiện

3.4 Phân vùng ảnh

Quy trình chia một bức ảnh thành các vùng phân biệt, có nghĩa ñược gọi là

phân vùng ảnh Việc này rất có ích trong phân tích các ảnh mammo số vì ảnh ñược

chia thành các thành phần khác nhau và các vùng khác nhau cần quan tâm Phần này

sẽ giới thiệu một khảo sát với các ví dụ minh họa về phân vùng ảnh Có rất nhiều

phương pháp phân vùng ảnh; trong số ñó có hai kiểu thuật toán phân vùng ảnh cơ

bản Nhóm ñầu tiên bao gồm các phương pháp phân vùng ảnh bằng cách ñịnh vị

ñường bao của các vùng khác nhau Các phương pháp này ñược gọi là kỹ thuật dựa

trên ñường biên Nhóm thuật toán thứ hai thực hiện chia bức ảnh thành các vùng

bằng cách nhóm các pixel riêng lẻ vào các vùng khác nhau Các phương pháp này

dựa trên vùng

3.4.1 Phân vùng ảnh dựa trên ñường biên

Phương pháp phân vùng ảnh theo ñường biên xác ñịnh các vùng trên một bức

ảnh bằng cách ñịnh vị ñường biên hình thành nên ñường bao của các vùng Hình

3.11 minh họa một bức ảnh với các vùng ñơn giản Sử dụng nhân Laplacian ở Phần 3.3.4, ñường biên trên Hình 3.11 ñược phát hiện và minh họa trên Hình 3.12

Hình 3.11 Ví dụ về ảnh với các vùng ñơn giản

Hình 3.12 Các vùng xác ñịnh bởi ñường biên trên Hình 3.11

Phép toán này rất tốt ñối với các bức ảnh ñơn giản Ưu ñiểm của phép toán này là nó không yêu cầu dữ liệu ñã ñược huấn luyện hoặc kiến thức từ trước về nội dung bức ảnh Tuy nhiên, chỉ phương pháp này thì không thích hợp với các bức ảnh

có các vùng phức tạp hơn

3.4.2 Phân vùng ảnh dựa theo vùng

Các phương pháp phân vùng ảnh dựa theo vùng thường ñánh giá mỗi pixel trên ảnh và so sánh nó với các pixel khác ñể xác ñịnh các nhóm riêng biệt ðiều này thường ñòi hỏi một bộ dữ liệu huấn luyện hoặc một biểu ñồ phân loại ñể nhóm các pixel vào các nhóm khác nhau Dưới ñây là một ví dụ về phân vùng ảnh dựa trên