Diversifying medical imaging of breast lesions

Dissertação de mestrado, Engenharia Informática, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Breast cancer is the most frequent cancer in women and remains the main cause of woman mortality, having also registered an increased incidence worldwide. Early detection of breast cancer is of major importance to increase the survival rate. Ultrasound, mammography and magnetic resonance modalities are used to increase the efficiency and accuracy of diagnose. The goal of the work described here is the implementation of a repository of medical images of the breast regardless of origin that can be used by medical doctors, researchers or in a medical faculty, to collect, anonymize, share, annotate and classify. Available standard and tools were used and integrated with the special-purpose ones developed. DICOM, an international standard for medical digital image format and communications protocol, was used. dcm4chee was selected to implement a Picture Archiving and Communication System (PACS) and was integrated within a MySQL server to provide the required functionalities of the data repository. In order to increase the security of the whole system, VPN (IPsec) is used to create a secure channel between the MySQL server and the client solutions. Patient privacy is guaranteed by the deletion of identifiers and use of anonymisation algorithms before upload. Annotation is achieved using the image application FIJI complemented with a modified “DICOM Exporter” class from the Tudor application. Interaction with the repository is facilitated by client side solutions that integrate some tools and extend them by implementing new desired functionalities. These solutions, integrating FJII, connectors to dccm4chee and MySQL and using VPN (IPsec), support the activities of each of the user roles considered, namely, main doctor, hospital doctor, teacher, student, researcher and admin. Testing was done with more than one hundred files uploaded to the repository.

O Cancro da Mama é o cancro mais frequente no sexo feminino e a permanece com a principal causa de mortalidade para as mulheres, tendo também registado um aumento da incidência em todo o mundo. A deteção precoce do cancro da mama é muito importante para aumentar a probabilidade de sobrevivência. As modalidades de ultrassom, mamografia, ressonância magnética são utilizadas a fim de aumentar a eficiência e a eficácia de um diagnóstico. O objetivo do trabalho aqui descrito é a implementação de um repositório de imagens médicas que, independentemente da origem dessas imagens e usado por médicos, investigadores ou em contexto de ensino, seja usado em recolha, anonimização, partilha, anotação e classificação. Standards e ferramentas disponíveis foram usadas e integradas com umas de propósito particular desenvolvidas. DICOM, um standard internacional para o formato de imagens médicas e protocolo de comunicação, foi usado. A aplicação dcm4chee foi selecionada para implementar um PACS (do inglês, Picture Archiving and Communication System, um sistema de arquivo e comunicação) e foi integrada num servidor MySQL para prover às funcionalidades requeridas do repositório de dados. Para aumentar a segurança do sistema, VPN (IPsec) foi usado para criar um canal seguro entre o servidor e as soluções clientes. A privacidade dos pacientes é garantida pela eliminação de identificadores e uso de algoritmos de anonimização antes do carregamento para o repositório. A anotação é conseguida com a aplicação de imagem FIJI complementada com a modificação de uma classe “DCOM Exporter” proveniente da aplicação Tudor. A interação com o repositório é facilitada por soluções clientes que integram algumas ferramentas e as estendem implementando as funcionalidades desejadas. Estas soluções, integrando FIJI, conetores a dcm4chee e MySQL e usando VPN (IPsec), suportam as atividades de cada papel de utilizador considerado, nomeadamente médico principal, médico hospitalar, professor, aluno, investigador e administrador. O teste foi feito com mais de uma centena de ficheiros no repositório.