Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 2 ,  A p r il  201 6, p p 71 7 ~ 72 I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 2.9 029          7 17     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Advan cement in Research T echniques on Medical Imaging  Processing for Breast  Cancer Detection      Sushm a S J*, S  Pr asann a  Kum a r**  * Instrumentatio n Technolog y ,  V i svesvaray a   Technological Univ ersity , Belg avi, I ndia    ** Departmen t  o f  Instrumentatio Technolog y ,  R V CE Bangalore, India      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Sep 14, 2015  Rev i sed  No 30 , 20 15  Accepted Dec 18, 2015      W ith the adva ncem ent of m e dica l im age pr oces s i ng, the  a r ea of the   heal thcar e s e cto r  has  s t art e d r e c e iving  the b e nef its  of th e m oder n  aren a of   diagnostic tools  to iden tif y  th e diseases  eff ectively .  C a ncer is  one of th dreaded  dis e as es , where  s u cc es s  factor  of tr ea tm ent offer e d b y  m e dica l s e c t o r   is still  an  unsolv e d probl em . Hen ce,  th e succ ess f actor  of th tre a t m e nt li es in  e a r ly  st age  of the  di se a s e  or time ly  det e c t i on  of t h e  di se a s e.   T h i s  pa pe discusses about the adv a ncement be ing mad e  in th e medical  image  processing towards an effective diagnosis of the breast cancer from the  mammogram i m age in radiolog y. Ther e has been enough resear ch activ ity   with various so rts of advan ces  tech n i ques being implemen ted  in th e past   decad e.  The pr im e contribu tio n of this  m a nus cript is  to s h owcas e the   advancem ent of  the technolog y  along with  illustr a tion of th e effectiv eness of   the  existing  li ter a tures wi th r e spe c to r e sear ch ga p.   Keyword:  Breast Can c er  Detectio Cancer Detection  M a m m ogram   R a di ol o g y   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Sus h m a  S J  Research Sc holar  Inst rum e nt at i on Tec h nol ogy     Vi sves va ray a  Tech nol ogi cal  Un i v ersity, Bel g avi, India    E-Mail: su sh jgo w d a @g m a il.c o     1.   INTRODUCTION  In t h e rece nt  days the early  detection  of  cancer  i s   very   m u ch i n di spe n sa bl e fo r i m pr o v i n g t h e   sur v i v al   rat e s,  as i t  i s  one  of  t h e m o st  chal l e ngi ng  an del i b erat ed t opi cs  whi c h are  bei ng  di sc usse d a m ong   th e research  scien tists. Can cer refers to  so m e   m o l ecu lar even ts wh ich  are n o t h i n g   b u t  mu ltip licatio n  o f  a set  of  cel l s  i n  a  part i c ul a r  area  of  o u r   bo dy  w h ere  t h e u n co nt r o l l a bl e gr owt h   of cells can  form  micro- calcificatio n s  an d lu m p  th is typ e   o f  stru ctural d i stortio of c e l l s  are m e nt i oned  t o   as m a l i gna nt  t u m o rs  [ 1 ] .   I n   case of a  canc e r cell it is  observe d  t h at the  cell overgr o w t h  ca nn ot   be  d i sal l o wed  by  t h e c o nt rol  sy st em  as   th eir fun c tion a lity  b eco m e  d i sab l ed, it h a s been  fo und  th at th e can cerou cells g r ow and sp lit in  th e p r esen ce  of a si g n al  wh i c h i s  norm a l l y  respo n si bl e f o r p r e v ent i n g t h e gr o w t h  o f  any   m a l i gnant  t u m o r or cel l s . T h e   d e v e l o p m en t of th ese cells g e n e rates  n e w characteristic s which i n cludes t h e form ation  of ne w cell structure   and produce  new e n zym e s which all o ws  cells to  divide   and   g r ow.  Ab no rmali ties in  th cells wh ich  cau s e t h cancer m a i n l y  devel o p  f r om  the m u t a t i on w h i c h ca occu r  i n  t h pr ot ei n - enc o ded  ge ne s t h at  i s  res p o n si bl e   for con t ro llin g th e abn o rm al  g r o w t h  of th e cells. And   the g e n e wh ich are o f ten  work  to  rep a ir the DNA  d a m a g e , so m e t i m es d o n work   p r o p erly and resu lt th furth e r abno rm alit ies lik e it allo ws th e ab no rm al cells  t o  di vi de  m o re ra pi dl y  as c o m p ared t o  t h no rm al  cel l s . This study  gives  a better ove r vi ew  of cance rous cells   wh ere it is also  said  t h at if th ese e nha nce  growt h   of the t i ssues are  found  in  th ei r orig i n al lo cation  then  th ey   are conside r ed  as beni gn else if those cells are found to  be i nvasi ve i n  t h a t  case t h ey  spread ve ry  qui c k l y  and  un desi ra bl y  t h e n  t h ose  t i ssues  are c onsi d ere d   as m a li gnant  t i ssues.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 2, A p ri l  20 16   :    71 7 – 7 2 4   71 8 Sect i on  1. 1 di s c usses a b o u t  t h e back gr o u n d   of t h e st udy   fo l l o wed  by  p r o b l em  descri pt i o n i n  Sect i o n   1. 2.  Sect i on  di scuss e s a b o u t  t h e exi s t i n g r e search  w o r k   f o l l o we by  di s c ussi o n   of  rese arch  ga p i n  Se ct i on  3 .   C oncl u si o n   i s  di scuss e d   i n  Se ct i on 4.       1. 1. B a ck gr ou nd   The st udy   [2]   [ 3 ]  say s  t h e r e c a be m o re t h a n   20 di f f ere n t  t y pes o f  ca nce r , a n d  cance r o us cel l s  ca be de vel o ped i n  any  or ga ns o f  a bo dy , i t  i s  f o u n d  t h at  t h ere  are 60 di ffe re nt  or ga ns w h i c h can be a ffect ed by   the seve re attacks  of ca nce r . Som e   of the  vital states of  Breast cance rs  are i)  Ductal  Carcinom a a nd ii In vasi ve  D u ct al  C a rci n om a. D u ct al  C a rci nom a i s  al so  r e fer r ed  t o  t h no n - i n vasi ve  o r   pre - i n vasi ve   breast   cancer.  The Invasive Ductal  C a rci nom a i s   a very  com m on t y pe of  brea st  cancer w h i c h us ual l y  ori g i n at es  fr om  t h m i l k   duct   of  t h br east s  an d I n va si ve d u ct al carcinom a sprea d  through  th wall o f  th ducts an d e v e l o ps in to   th e fatty tissu es o f  t h b r east .  Variou s ot he r f o rm s of i n v a si ve b r east  ca ncer a r e m e du l l a ry   carcino m a , ad en osqu am o u s   carcino m a , p a p illary carcinoma,  Co llo id  carcino m a, cysti c  carcino m a  et c. Th is  pape r em phasi zes o n  t h det a i l  di scussi o n   of t h e va ri o u s t echni q u es w h i c we re devel ope d fo a n   ef fect i v e   Breast Can cer  Detectio n  an d   th e classificatio n. Th is st u d y   ai m s  to  fill th e  g a p, wh ich  are asso ciated   with  th devel opm ent  o f  t h e  p r evi o u s   pr o pose d  t e c h n i ques .     1. 2. T h e Pr obl em  Medical im ag e processing has pl ayed  a sig n i fican t ro le in  d i g ital i m ag in g  th at is u s ed  for  in v e stig ation   of th e m a mm o g ram s . At presen t, th ere ex i s t v a riou d i ag no stic too l s th at is u s ed  in d i g ital   i m ag in g   o f   b r east reg i o n   fo r id en tification   o f  an y abno rm alities o f  can cerou s  typ e . This sectio n   d i scu sses  ab ou t th v a rio u s  im ag in g  tech n i q u e s and to o l wh ich   were  u tilized  fo r t h b r east  can cer  d e tectio n, it i s   concl ude d i n  t h e st u d y   of  [ 3 ]  [4]  t h at  t h ere  are  very   p o or ev id en ces th at  sup port th e st ate m ent that clinical  b r east ex am in atio n s  alon g   with  screen ing   ma mm o g r a m can  min i m i ze  th m o rtality r a tes fro m  th b r east   cancer . S o m e  of t h e  i m port a nt  b r east  canc e r i m agi ng t e c h ni que s i s   di scus s e ove here .     1. 2. 1. M a mm o g ra ph y   Ma mm o g r aphy is an  X - r a y tech n i q u e  th at  w a s in tro d u c ed sp ecif i cally to  ex amin e th e b r east lesio n s   [5] .  Di a g n o si s,  eval uat i on a n d t h e det e rm i n at i on o f  t h e det ect ed im ages and t h e re sul t s  are do ne ba sed  on t h e   di ffe re nt  abs o r p t i on sc hem e of t h X- ray s   whi c h can  be o ccur  bet w ee n d i ffere nt  t y pes o f  bre a st  t i ssues  suc h   as fat  ,  fi br gl an dul a r  t i ssu es, cy st s ,  t u m o rs and  va ri ous  m i cro an d  m acro cal ci fi cat i ons.   It  ha s bee n   diagnosed and seen that the  macro  calcifications are not usually relate d to the cancer.  Figure 1 shows the   visuals of normal  m a mmogra m   im age.          Fi gu re  1.  Exa m pl e of M a m m ogram       1. 2. 2. C o mpu t ed  T o m o gra p hy (CT )   There  are s o  few be ne fits are associated  with th e Com p uted Tom o graphy (Fi g ure  2)  as high c o st   effi ci ency  i s  t h ere t o  pe rf or m  t h i s  t echni q u e i n  a  hum an  breast  a nd  hi gh e x po su re o f  ra di at i on i s   anot he r   dem e ri t  of t h i s  t echni que It  i s  n o t  s o  m u ch  usef ul  as i ndi c a t i ons  of  t h i s  t echni que  res u l t  som e  l i m i t a t i ons  i n   the real tim e scenari o  [5].  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Adv ance m e n t  i n  Rese arc h   Te chni que on  M e di cal   Im a g i n g  Proce ssi n g  f o r  Brea st  C a ncer  …   ( Sus hm a S J)   71 9     Fi gu re  2.  Exa m pl e of C T  sca n  i m age of  b r e a st       1. 2. 3. Ul tr as o n o g ra ph y   Ul t r aso u nd  use s  hi g h  f r e que n c y  sou n d  t o  i n vest i g at e t h e i n t e rnal  st r u ct u r e  of t h e t i ssues  or  n odes  o r   m a sses inside the breast (Fi g ure 3). It  is on o f  th e co st effectiv e an d   frequen tly u s ed  im a g ing  techn i qu es for  i nvest i g at i o n o f  di sease resi di ng i n   breast .   N o rm al l y  used i n  vi s u al i z i ng p r eg na ncy  st age s , ul t r as ou n d  i s  al so   use d  in breast  cancer. Ultras ound is one of the m o st efficient br east ca ncer im aging t echni que s whi c h is  appl i e d  t o  t h e   m a m m ography  an d t h phy si cal  exam i n at i on  of  t h e  pat i e nt , B r east  ul t r aso u n d  i s  ap pl i e d t o   discrim i nate a cyst and a s o lid m a ss, it is us ed to re veal  t h e p a lpab le i rreg u l arity wh ich   is no t easy to detect in  prese n t of noisy  m easurem e n ts of t h e im a g e. Ultra s oun d is n o t  v e ry  m u ch  effective in  d e tectin m i cro - calcificatio n s b u t  it is  u s efu l   for th e n e ed le l o caliza tion  under s o m e  specific guid elines . C o m p licated imaging  and thei r res p e c tive analysis cannot be  perform ed on m a m m ogram s [5] .  At  prese n t ,  we  have  bot h 3 D   and  4D  ul t r aso u n d  t ech nol ogi es  t o  sca n  t h e  o n c o l o gi cal  regi on  [ 6 ] .           Fig u r e   3 .  Ex am p l e o f  U ltr aso und      1.2.4. Posi tion  Em ission T o mographic Sc reening  (PET)   In t h is technique a  radi oactive c h em ical  is adm i ni st ered  t o  t h pat i e nt   bef o re  pe rf o r m i ng sca n  i n   order to see t h hotspot areas under the  scan. T h e   hotspot a r eas a r e those  ar eas  of c r itical clinical   sig n i fican ce. Early stu d y  of [5 ] sugg ested   th at  m e tab o lic activ ities rais ed  in  presen ce o f  can cer  which  is  det ect abl e  u s i n g fl uo ri ne  1 8 -l abel ed  gl uc ose .  PET  (Fi g u r 4) i s   use d  t o  d i agn o se t h e  be ni g n  f r o m   m a l i gna nt   l e si ons.  It  i s  al so  ob ser v e d  t h at  PET m a y  be  a technique  for the  staging  of breast canc e rs.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 2, A p ri l  20 16   :    71 7 – 7 2 4   72 0     Fi gu re  4.  Exa m pl e of PET  I m age      1.2.5. Nucle a r medicine  Breast  Im aging   C once n t r at e d   Tech net i u m - 99  sest am i b i  has  bee n   det ected in s o m e  breas t cancer s. Th e ro le  of th is  tech n i qu e is  n o t well d e m a rcated  as it is no su fficien t  t o   di ffe rent i a t e  l e si ons  f r o m   m a ligna nt  t u m o rs ( F i g u r e   5) . It  i s  consi d ere d  as a l e ss effi ci ent  t echni que i n  t h fi el d of C a nce r  Det ect i on t echni que s usi n g  im age  pr ocessi ng  [ 7 ] .           Fi gu re  5.  Exa m pl e of N u cl e a r m e di ci nes      1. 2. 6.  M a g n eti c  Res o n a nce  I m a g i n g  ( M R I )   The s p eci fi ci t y  o f  M R I t e c h ni que  i s   not   so  h i gh,  as i t  i s  a p pl i cabl e  i n  va ri ous   di sease  det ect i ons.  A s   M R I   doe no t  gi ve  a  bet t e r  scan  re p o rt   o f  t h e  m i cro cal ci fi cat i ons  but  som e  few  t y p e s o f  M R I  s u c h  as   Dy nam i c C ont rast  En ha ncem ent  M R I’s ca n  be u s ef ul  t o   d e t ect  t h m a l i g nancy   of t h e n o n - pal p a b l e  l e si on s   (Figure  6).  Breast cance r rec u rrence  ve rs us  fibrosis  p r esent s   t h e best   i n di c a t i on fo r breast   M R [ 5 ] .           Fi gu re  6.  Exa m pl e of M R I m agi n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Adv ance m e n t  i n  Rese arc h   Te chni que on  M e di cal   Im a g i n g  Proce ssi n g  f o r  Brea st  C a ncer  …   ( Sus hm a S J)   72 1 1. 2. 7. Prepr o c e ssi ng of  Ma mmo gra m s   Fro m  th e in fo rmatio n  h i gh ligh t ed  in  t h e stud y o f   [7 ] it ca n  b e  seen  that cu rren t ev id ence sup p o r t s   th at in  th e recen t  ti m e s th e a p p lication  of ma mm o g r a m are  m u ch beneficial than  in  the past for t h e early   breast  ca nce r   d e t ect i on i n  w o m e n. M a m m o g ram s  sh oul be a ppl i c a b l e  f o r  t h w o m e n of  al l  ages  as l o n g  a s   she  get s  af fect ed  by  any  t y pe  of  seri ous , c h ro ni c h ealt h  di sease. T h e c u rrent e v ide n ce  gives a  confi r mation  ab ou t th e sub s t a n tial b e n e fits  o f  m a mm o g r am s fo r th women  o f  40 ’s. Sectio n   IV  will d i scu s s abou t th work  of  past  t e n y e a r s w h e r e di f f e r ent  t y pes o f  t e chni que s w h i c h ha ve  bee n  de vel o ped t o  i m pro v e t h e c o nt ra st  and  th e q u a lity o f  th e m a mmo g r am s  fo r th e breast can cer d e tec tio n  h a v e  b e en   d i scu s sed, wh ich  will b e  v e ry   m u ch  bene ficial fo r the f u rt her sta g es of  brea st  cancer detection pipeline.  Ca nc er  in vo l v es th e ab no r m al g r ow th   or  u n c on tro lled  mu ltip licatio n  of cells in  a p a rticu l ar reg i on   of an y b o d y . Breast Can cer is also  a typ e  o f  can cer  refe rs t o  a  f o r m  of  m a l i gnan t  t u m o r, us ual l y  gr ow by  t h e rapi di vi si o n   of  brea st  cel l s . It  i s  ve ry   m u ch  essent i a l  t o  ap pl y  t h e de- n oi s i ng a nd C ont ra st  enha ncem ent  t echni q u es i n  t h e m a mm ogram s, as t h ey  d o  n o t   pr o v i d a  very  go od co nt rast  bet w een t h no rm al gl and u l ar t i ssues and  t h m a l i gnant  t u m o r t i ssues ,t hi happe n s beca use The X-ray attenuation bet w een the s e two  tissu es rep r esen ts v e ry few d i ssi m ilarit i es. So  th radi ologists face problem  when they  m a nually differen tiate  the norm a l and cancerous tissues. T h is lim i tations  associ at ed  wi t h  t h breast  ca ncer  det ect i on  fr om  t h m a l i gnant  t i ssue s  ca n be  red u ce d b y  un derst a ndi n g  t h e   linear a b s o rption coefficients  o f   vari ous  t i s s u es  w h i c di sc usses  wel l  a b o u t  t h e  bet t e r  c ont rast   of a n  i m age.   Im ag e Co n t rast wh ich  is acqu ired  throug h th e lin ear ab so r p tion  coe fficie n ts is  defi ned   by  the Bee r-L am bart   law.    x e I I 0               ( 1 )     Th e ab ov e equ a tio n d e fin e s th e in tensity o f  t h e Electromag n e tic (EM )  wav e   (I o ) the atten u a tion   coefficient of t h e m a teria l  is  defi ned as   β  and  th e leng th  of th m a terial  is   x  t h ro ug h w h i c h t h e wa ve i s  bei n g   transm itted and here t h e (I) represe n ts the electro m a gn et i c  wave.  Th e n o i s e i s  u n w ant e d a nd  re du n d ant   inform ation present in a n  im age and makes the de te ction of the cancerous m a ligna nt tissues   m o re  challengi ng. It  has  been  seen that  th e no ise p r esen t in  an   i m ag e in crease with  th p i x e l  in ten s ity wh ere th lo cal co n t rast an d  th e im ag e in ten s ity  are considere d  to  be inde pe nden t. Th is affects  th m a mm o g r a m s, a   sol u t i o fo r t h i s  pr o b l e m  has bee n   pr o pose d   by  va ri o u s s t udi es  w h ere t h noi se  eq ual i zat i on t ech ni q u has   b een app lied  t o  ob tain  t h e i m ag es wh ere t h e lo cal co n t rast is al m o st same all th e i m a g e in ten s ities. Fo r th im pro v em ent  of  t h i s  t e c hni que  va ri o u a u t h ors  di sc uss e d t h e  e nha n c em ent  of  t h e  n o i s e e qual i zat i on  t echni q u e.  In t h i s  t echni que a  poi nt   i s  consi d ere d  as a nei g hb o r h o od  of a n  im age l o cat i on  ( x, y ). The l o cal  co n t r a st of  t h is n e ighb orh ood   is calcu lated  as     ) , ( ) , ( ) , ( y x median y x f y x C             ( 2 )     Whe r e C(x, y)  is the calculated as the  local c ont rast, f(x,y) is the im age grey  l e vel  at  (x, y )  and m e di an (x , y )   is th e m e d i an  gr ey lev e o f  t h e n e ighb orh ood   .           Fi gu re 7.   I d ent i fi cat i on of  Microcalcification      Fig u re 7  sh ows th e d e tectio n o f  th e m i cro calcificatio n ,  wh ich  is b a sical ly a p o r tio n  iden tified  to  pos ses m i neral  dep o si t  sprea d  o v er s p eci fi c  po rt i on  of t h e   m a m m ogram . The speci fi c i d ent i f i e d p o si t i on i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 2, A p ri l  20 16   :    71 7 – 7 2 4   72 2 l o cat ed by   usi ng  b o u n d i n g b o x .  Thi s  i s  t h e  no rm al  wa y t o  id en tify th p o rtion  su s p ec ted of the ca ncer or  certain  fo rm  o f  ab no rm ality  i n  breast. Th e nex t  sec tio n   will d i scu ss ab ou t  th e ex istin g  tech n i q u e s in  med i cal  im age processi ng towards  bre a st cancer detection.      2.   E X ISTI NG R E SEAR CH   M ETHODOL O G IES   Th ere is a  sign ifican t con t ri b u tion   of th med i cal  im age proces sing in th e a r ea  of breast ca ncer  d e tectio n. Majo rity of th e ex istin g  sy st em  co nsi s t s  o f   pre p r o cessi ng ,  feat u r e e x t r a c t i on,  segm ent a t i on,   fo llowed  b y  detectio n  o f  th e can cero u s   p o rtio n .  Howev e r,  we will atte mp t d i fferen tly t o  un d e rstand  if th ere  are an y fo rm s o f  op timizatio n  tech n i q u e bein g im p l e m en ted  in th p a st i n   o r d e r to enh a n ce t h p r ob abilit y o f   t h e det ect i on r a t e . Thi s  sect i on  di scusse s abo u t  t h e t echni que s ad opt e d  by  t h e researc h ers i n   or der t o  det ect   the brea st canc e r from  the  m a mmogram There are va rious  studies in the  pa st exploring an effective process   of  detection m echanism  of breast cance r.  Hence ,  in  or d e r to  show b e tt er ou tco m es, we fo cus on  on ly th significa nt studies ca rried  out towards  investigati on of ma mm ogra m only  from  the m o st recent  studies  carried ou t i n  l a st 5  years. Tab l e 1 will sh ow th e m o st sig n i fican work toward b r east can cer d e tection.      Tabl 1.  Su rve y  of  Exi s t i n g T echni que s    Appr oach  Author   M e thodology   Outco m I n fer e nce    1         Conventio nal   T echniques  Zheng et al. [8]  Gabor  Filter,   Edge  Histogr am  Descr i p t or   90% accuracy  Not  f o cused  on  classif i cation, no  bench m ar king   Nagi et al.  [9]   Region of I n ter e st   E ffective  seg m entation  -Do -   Ganesan [10]   CAD based detection   Good  theor e tic al  discussion   -N/A-   4 Hefnawy   [11]   W a ter s hed  Seg m e n tation Detection  of  abnorm a l m a sses   Not focused on  classification,  no  bench m ar king  5 M a s m oudi  et  al.  [12]   Local Binar y  Patt e r Does Cl assification no  bench m ar king  Shareef  [ 13]  Wate rshed Tran sf or m a tion  90.47%  accuracy  -Do-   Fleet et  al. [ 14]  Haralick F eature   88.9% accuracy  -Do-   8       ACO-Based  Opti m i zation   Sivaku m a r   [15]   Bilater a l subtr action,  ACO,   GA   Bench m ar ked study  with 91. 9%  accurac y   Not focused on  classif i cation,  Machraoui et al.   [16]   ACO,  Otsu  m e thod o f   seg m entation  Lesser processi ng  ti m e   -Do -   10  Bacha et al . [ 17]  ROI,  AC O,  Marko v   Rando m   Field  Ef f ective  seg m entation  Not focused on  classification,  no  bench m ar king  11      PSO-Based   Opti m i zation   Al- F ar is   [18]     ROI ,  PSO, clustering,  L e vel  Set Active Contour   Im pr oved  seg m entation  per f orm a nce  -Do -   12 Mohe mm ed   et  al.   [19]   PSO, outlier detect ion  Effective  seg m entation  Algor ith m  have tim e   co m p lexit y   13  Dheeba et al . [ 20]  Wa velet neur al Networ k,  CAD  93.67& accurac y ,   bench m ar ked study  Not focused on  classif i cation,  14    GA-based   Opti m i zation   Zadeh et al . [ 21]  GA, Fuzz Logic  93% accuracy  -Do-   15  Ah m a d et  al. [ 22]  GA-A N N   97-98% accuracy  -D0-   16   Yang et al. [23]   GA  Better   SNP  interaction  -Do -   17      Fuzzy  L ogic  based  optim ization  Keles et  al. [ 24]  Neuro-f u zzy classi f i cation  93% accuracy  -Do-   18   Singh et al.  [25]   Fuzzy   C- m e ans  cluster i ng,   k-m eans cluster i ng   Good detection   Not focused on  classification,  no  bench m ar king  19  Balanica et al . [ 26]  Fuzzy  L ogic  Pr ediction of disease  - D o-      3.   RESEA R C H AN D DIS C US SION   Thi s  sect i on  hi ghl i g ht s ab o u t  t h e researc h   ga p o f   the breast cancer  detection  t ech ni q u es u s i ng  di gi t a l   i m ag e p r o c essin g  till d a te. The fo llowing  research   g a p s   are fou n d  after rev i ewing  so m e  stu d i es don e in  last   t e n y ears an d t h e s u m m e ry  of  t h e past  t e n y e ars resea r c h  w o r k s a r e p r ese n t e d i n  t h e Ta bl e-I  whi c h i s  i n cl ude in  th pr opo sed  su rv ey st u d y .   Tabl 1 b r i e fl y  sh ows  t h e e x i s t i ng t ech ni q u es  t hose   are  use d  for the early  detection of  bre a st cancers   fro m   ma mmo g r am s. It h a s b een  seen  in   th m a x i m u m ex istin g  stud ies th at th maj o rity o f  th works  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Adv ance m e n t  i n  Rese arc h   Te chni que on  M e di cal   Im a g i n g  Proce ssi n g  f o r  Brea st  C a ncer  …   ( Sus hm a S J)   72 3 d i scu s ses less ab ou t th e practical ap p licatio n s  of th propo sed  tech n i q u e s rath er th an  th e m a th em a tic al an th eoretical ex plan atio n s . It has also  b e en  ob serv ed  th at maj o rity o f  th work   wh ich  are p u b lish e d  til l n o w   have  m o re em pha si zed i n  t h e  det ect i o n  o f   m i cro cal ci fi cat i ons,  A r chi t e c t ural   di st ort i o n s  an d m a sses,  but  t h e   n a ture  o f  th e ex istin g techn i qu es are  rep e titiv e in  n a tu re.  As th e ev id en ce  says th at th e can cer d e tection u s i n m a m m ogram i s  one  of t h e e ffi ci ent  t ech ni que s b u t  t h e p r esence  of  bet t e r o r ga ni zat i o n o f  st u d i e s and t h e   per f o r m a nce p a ram e t e rs t o  re prese n t  t h e  res u l t  anal y s i s  o f   t h e p r op ose d  t echni que s are   poi nt edl y  m i ssi ng i n   m o st   of  t h e rec e nt   st u d i e s. Th ese  na rr o w ed   r e vi ew w o r k s d o  not  gi ve   bet t er out c o m e whi c ca n be us ed fo r   fut u re pi pel i n e   of   t h e researc h  wo rk   as  t h e m onot on o u t y pes of  t e c hni q u es do   n o t   p r o v i d e bet t e s o l u t i o n s   t o   com pute a part icular task.    Few  be nchm arked  st u d i e ha ve  been  f o un i n  som e  of  t h e  pa pers  as  ben c hm arki ng  m a kes a  rea d e r   to understa n d t h at  under whic h circ um stances their expe ri m e nt al  res u l t s   or  o u t c om es are  bet t e r a n d   usef ul  f o r   t h e f u t u re i m pl em ent a t i on and  a d o p t i o of  t h w o r k .   It  has   been  f o u n d  t h at  fe w  pa pers   descri bed  t h e   rep e titiv n a ture  o f  im p l e m e n tatio n of th p r op o s ed   system  an d  th resu lt an alysis  d o es no g i v e  a  b e tter  so lu tion  t o  read er to   un d e rstan d  th e con cep t .       4.   CO NCL USI O N   The p r ese n t e d  pape r bri e fs abo u t the advancem ent of the m e dical  image proces sing towards the  detection  of breast cancer. T h e pa per  di scuss e s that at prese n t im aging tech n o l o gi es e. g.   ul t r asoun d, CT scan PET scan, MRI etc are already in  u s e. Howev e r, m a mm o g r a m s are still  asso ciated  with   variou s prob lems th at  eith er  resu lts i n  in effectiv d i ag no stics  o r  resu lts in  t o o  m a n y  false po sitiv es, we h a v e  also  seen  t h at there are  en oug h stud ies con d u c ted to w a rd s detectio n   of  can cer   i n  breast. Majority o f  th e ex i s tin g  techn i ques are  foc u se d o n  e n hanci ng t h e c o n v e n t i onal  t e chni que s i t s el f t h at  refl ect s l e ss n ovel t y  i n  t h i s  area.  He nce t h e   out c o m e s of  suc h  i m pl em ent a t i ons  d o est  y i el d m u ch  brea k t h r o ug h  fi n d i n gs.  I n   case o f   o p t i m i zat i on  techniques , there are  existi ng va ri o u o p t im i zat i on t echni que s e. g.  ACO,  PS O,   GA , F u zzy logic etc.  Ho we ver ,  al l  t h ese t e c hni que s are  n o t  f o un d t o  f o c u o n   classification  of the  cance stage. In fact  the  m a jor  fi n d i n gs of  ou r  i nvest i g at i o n i s  t h at  i )   m a jori t y  of t h e st udi es are not  be nch m arked ,  i i )  neg l i g ence o n  foc u si n g   classificatio n  t ech n i q u e o f  can cer stag es or criticality , and  iii) algorithm  efficien cy ev alu a tion s  are  al m o st   n o n e  to   b e  foun d  i n  ex isting   syste m .  Hen c e, ou r fu ture  work   will b e  to  ad dress su ch  issu es in  real sense.  W e   find that enha ncem ent of the  m a mm ogram is one of  t h e significant  factor t h at wa s not foc u se d by any  research ers till  d a te. A m o d e l fo r en h a n c i n g th e co n t rast  of m a mm o g r am fo r sup e rior reso lu tion  will lead  to   bet t e r preci si o n  of det ect i o n  of  ca nce r o u s p o rt i o n. Exi s t i n g opt i m i z at i on  t echni que co ul d be re-e n h a n ced   t o   su it th requ iremen t o f  preci s e  breast cancer detection.      REFERE NC ES   [1]   H. U.  Lemke,  K.   Inamura,  C. C.  Jaffe,   R .  Felix , Co mputer Assisted Radiolog y ,  Springer Scien ce  Business Media,  29-Jun-2013.  [2]   Srivastava, Rajeev, R e sear ch D e velopments  in  Computer Visi on and Image  Processi ng: Methodologies and  Applications,  IGI Global, 30-Sep - 2013  [3]   U. Bick , F. Diek mann, Digita l Mammograph y , Springer Scien ce  & Business Med i a, 11-Mar-2010.  [4]   G.R. Sinha, B . C. Patel, Medical I m age Pro cessing , PHI Learning  P v t.  Ltd . , 20-Jan- 2014.  [5]   D.M. Klieger ,  S a unders Essentials  of Medical Assisting,  Elsevi er  Health  Scien ces, 07-Aug-2013.  [6]   T.M. Deserno, B i omedical Image Processing,  Springer Science &  Busi ness Media, 01-Mar-2011.  [7]   C. Aktolun ,  W.N. Taux e, Nuclear Oncolog y Sp ringer Scien ce  & Busi ness Media, 06-Dec-2012.  [8]   Y. Zheng ,  "Br e a s t can cer  det e c t i on with Gabor  f eatur es  from dig ital mammograms",  algorithms  Vol.3, No . 1 ,  pp 44-62, 2010 [9]   J.  Nagi,  S. A.  Kareem,  F.  Nagi,   S. K.  Ahm e d, “Autom ated Brea s t  P r ofile  Segmentation for ROI Detection Using  Digital Mammo grams”, IEEE  EMBS Conference on Biomedical Engine ering  Sciences (IECB ES 2010), Kuala  Lumpur, Malay s ia, 30th  November, 2010 [10]   K.  Ganesan,  U. Ac har y a,  C . K. Chua, L.C .   Min ,   K. T.  Abraham,  and K. H.  Ng,  C om puter-Aided Breas t C a nc er  Detection Using   Mammograms: A Re view”, I E EE REVIEWS IN  BIOMED ICAL ENGINEERING, VOL. 6, 2013   [11]   A.A. Hefnaw y ,  “An Improved Approach  for  Breast C a ncer  Detection  in M a mmogram based on Watershed  Segmentation , I n ternational Jour na l of  Computer  Applications (09 75 Volume 75–  No.15, August 2 013.  [12]   A.D. Masmoudi, N. G. B. A y ed D.  S. Masmoudi, and R .  Abid, " L BPV desc riptor s-based automatic ACR/BIRADS  classification ap proach",  EURASI P Journal on I m age and  Video   Processing, No.  1, pp . 1-9 ,  2013 [13]   S . R. S h aree f, “ B reas t Can cer  Detec tion Bas e d on W a te rshed  Transform a tion , IJCSI Interna tional Journ a l o f   Computer Scien ce Issues, Vol. 1 1 , Issue 1 ,  No 1 ,   Januar y  2014 [14]   B.D.Fleet, J. Y a n, D.B .   Knoes t er, M. Yao ,  J.R. De ller and E.D.  Goodman,  "Br east C a ncer  Detection  Using  Harali ck F eatur es  of Im ages  Recons truc ted fro m  Ultr a W i deband M i crowave  S cans " , In  Clin ica l  Im age-Bas e Procedures. Translational R e search in  Medical I m agi ng, Springer Intern ation a l Publishing, pp. 9- 16, 2014 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 2, A p ri l  20 16   :    71 7 – 7 2 4   72 4 [15]   R. Sivakum ar,  M. Karnan, “Int ellig ent op tim ization  tec hniques  for m a m m ogram  Im age anal y s i s  through bil a ter a subtraction”, IEEE In tern ation a l Confer en ce  of  Com putational  I n tell igen ce   and  Computing Research, pp.1-4 ,  201 0.  [16]   A.N. Machraoui, M.A. Cherni, and  M. Sayad i , "Ant Colon y  optim ization a l gorithm  for breast can cer c e ll clas s i fi cat ion",   In Ele c tri c a l  En gin eer ing and S o ftware Applications (ICEESA) International Co nference, pp . 1- 6,   2013.  [17]   A. Bach a, K.  Ka lti,  N.E . B. Am ar a, and  B. Sol a im an,  "Micro cal cif i ca tions det e c tio n in m a m m ogram s based on Ant   Colon y  Optimization  and Mark ov Random  Field",  In  Soft Co mputing a nd Pattern R ecognitio n (SoCPaR), 6th  International Co nference of , pp 191-196, 2014 [18]   A. Q. A.  Faris,   U. K.  Ngah,  N.A. M.  Isa,  and  I. L.  S hua ib, "B reast MRI tum our se gmentatio n using modified   automatic seed ed region growin g based on par t icle swarm  optimization  image  cluster i ng",  In   Soft Computing in  Industrial Applications, Springer   Inte rnational Pu blishing, pp. 49- 60, 2014 [19]   A.W. Mohemmed, M. Zhang ,  and W. N. Browne. "Particl e  swarm optim is ation for outli er dete ction . " In  Proceedings of  t h e 12th  annu al  c onferenc e  on  Ge neti c and  evo l uti onar y  com put ati on, pp . 83-84 . A C M, 2010.  [20]   J. Dheeba, N.A. Singh, S. T. Selvi, “Computer-aided d e tection  of  breast cancer on mammog r ams: A swar intel ligen ce  opti m i zed wave let  n e ural  ne twork  approach”, Journ a l of  Biomedi cal Informatics, V o l. 49 , pp . 45-5 2 2014.  [21]   H.G. Zadeh ,  O. Pakdelazar,  J.  Haddadnia, G.R .  Rad,  “Diagnosing Breast Cancer with  the Aid  of Fuzzy  Logic  Based on Data Mining of a Genetic Algor ithm in Infrared Images”, Middle East  Journal of Cancer vol.3 , Iss.4, pp.  119-129, 2011 [22]   A.M. Ahm a d, G. Muham m a d,  J.F. Miller, “ B reast Canc er  Detec tion Using Cartesian Gen e ti c Program m i ng  evolved Artif ici a l Neural Netwo r ks”, ACM-Proceedings  of 14th Annula Confere n ce on genet i c a nd Evolutiona r y   Computation, pp . 1031-1039 , 20 12.  [23]   CH Yang, YD  Lin, LY Chuan g , and HW  Cha ng, “Evaluation  of Breast Ca ncer Susceptibility Using I m proved   Genetic Algorithms to  Gene rate Genoty p e SNP Barcodes” , IEEE/ACM Trans actions on Computation a l Biolo g y   and Bio i nformatics, vo l. 10, no.  2, 2013 [24]   A. Keles, A. Keles,  “Extr actin g fuzzy  ru les f o r the diagnosis  of  breast cancer”,  Turkish J ournal of Electr ical  Engineering  Computer Scien ces, vo l.21 , pp . 1 495-1503, 2013 [25]   N. Singh, A.G Mohapatra,  G.  Kanungo, “Breast Cancer Mass Detect ion in  Mammograms u s ing K-means and   F u zz y  C-m eans  Clus tering” International Journal of Computer  Applica tions  (0975 – 8887)  Volume 22– No. 2,  May  2011.  [26]   V. Bal a nic a ,  I.  Dum itrache,  M .  Caram i ha i, W .   Rae,  C.  Herbst,  “Evaluation of  breast  cancer r i sk b y  using Fu zzy   logic”, U.P.B. Sci. Bull., Seri es  C, Vol. 73, Iss. 1 ,  2011     BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       Sushma SJ is  working as Associate Professo r, Department of ECE, GSSS Institute of   Engine ering and  Technolog y  for  wom e n, My sur u She has got 14  y e ars of teach i ng experien ce She has obtain e d Bachelor of Engineer ing from  Manglore Univ ersity  in th y ear 2001. In 2007   dshe obtained  Master of Tech nolog y  from Visv eswaray a  Technological Univ ersity , Belag a vi.  Currently  pursuing  Ph.D. at Vis v eswaray a   Tech nological Univ ersity , Belag a vi,  India. She has  published 2 papers nation a l conferences Her  ar ea of  interests include Image Processing,  Com putational  I n tell igen ce  and  Computer Netw orks.             Dr Prasanna Kumar S C is wo rking as Profe ssor and Head , Department of In strumentation   Techno log y , RV colleg e  of Engineering ,  Bangalore . He has got  18  y e ars of teaching, 01  y ear of   industr y   and 10  y e ars of resear ch experience. He di d his Bachelo r  of Engineering   and master of   Engineering fro m My sore Un iversity . He  was awarded Ph D in the  y e ar  2009 from  Avinashlingham University , Tamilnadu. He ha s published ov er 14 p a pers in  nation a and   intern ation a l co nferences and around 24 papers  in  the  intern ational journ a ls. H e  has receiv e d   acad em ic exc e ll ence   award   for t h e y e ars  2008 an 2009.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.