I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b er   20 25 ,   p p .   5 6 0 4 ~ 5 6 1 5   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 6 . pp 5 6 0 4 - 5 6 1 5           5604       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Dete c ting lung  no dules in  co mpute d t o mo g ra phy   ima g es ba sed  o d eep learni ng       L a m   T ha nh   H ien 1 ,   L A nh   T u 2 ,   P ha m   T rung   H ieu 3 ,   P h a m   M inh   Duc 4 ,     Ng uy en  Va n Na ng 3 ,   Do   Na ng   T o a n 3   1 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   La c   H o n g   U n i v e r si t y ,   B i e n   H o a ,   V i e t n a m   2 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   H a   L o n g   U n i v e r s i t y ,   U o n g   B i ,   V i e t n a m   3 I n st i t u t e   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   V i e t n a m   A c a d e my   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   H a n o i ,   V i e t n a m   4 C o m p u t e r   V i s i o n   a n d   R o b o t i c s   La b o r a t o r y ,   I n t e r n a t i o n a l   S c h o o l ,   V i e t n a N a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   H a n o i ,   V i e t n a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 1 9 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Sep   1 4 ,   2 0 2 5       Lu n g   c a n c e is   c u rre n t ly   re c o g n i z e d   a o n e   o t h e   m o st   d a n g e ro u c a n c e rs,  with   h i g h   m o rtalit y   ra te.  In   o r d e to   d e a with   l u n g   c a n c e r,   a n   imp o rtan tas k   is  to   d e tec l u n g   n o d u les   e a rl y   t o   imp r o v e   p a ti e n su r v iv a l   ra tes ,   a n d   c o m p u ted   t o m o g ra p h y   ( CT )   sc a n a re   c ru c ial  d a ta   fo th is.  In   th is   re se a r c h ,   we   p ro p o se   a   d e e p   lea rn in g - b a se d   m e th o d   f o d e tec ti n g   lu n g   n o d u les   in   th e   CT  ima g e s with   t h e   g o a o in c re a sin g   t h e   li k e li h o o d   o f   n o d u le ap p e a ra n c e   in   th e   in p u d a ta  o t h e   n e two rk ,   m a k in g   it   e a sie fo th e   m o d e l   t o   fo c u o n   re lev a n a re a wh il e   re d u c in g   n o ise   fro m   a re a u n re late d   t o   th e   re su lt .   S p e c ifi c a ll y ,   we   p r o p o se   a   sim p le  lu n g   re g io n   se g m e n tatio n   p r o c e ss   a n d   o p ti m ize   t h e   h y p e rp a ra m e ters   o t h e   fa ste re g i o n - b a se d   c o n v o l u ti o n a n e u ra l   n e two rk s   ( fa ste R - CNN )   m o d e b a se d   o n   th e   a n a ly sis  o n o d u le   c h a ra c teristics   in   CT  ima g e   d a ta.  In   o u e x p e rime n ts,  to   e v a lu a te  th e   e ffe c ti v e n e ss   o o u r   p ro p o sa ls,   we   c o n d u c ted   tes ts  o n   t h e   sta n d a rd   LUNA 1 6   d a tas e with   d iffere n b a c k b o n e   c o n fig u ra ti o n fo th e   m o d e l,   n a m e ly   R es N e t5 0 ,   Re sN e t5 0 v 2 ,   a n d   M o b il e Ne t .   Th e   b e st  re su lt a c h i e v e d   we re     0 . 8 6   m AP5 0   a n d   0 . 9 1   Re c a ll   fo r   th e   Re s N e t5 0 ,   a n d   0 . 8 4   m AP5 0   a n d   0 . 9 4   Re c a ll   fo th e   Re sN e t5 0 v 2 .   Th e se   imp re ss iv e   o u tco m e u n d e r sc o re   th e   su c c e ss   o o u m e th o d   a n d   e sta b li sh   a   r o b u st  b a sis  fo f u tu re   stu d ies   t o   fu rth e i n teg ra te AI  i n to   h e a lt h c a r e   so lu ti o n s.   K ey w o r d s :   C T   im ag e   Dee p   lear n in g   Fin e - tu n ed   f aster   R - C NN   L u n g   n o d u le  d etec tio n   L u n g   s eg m e n tatio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Do   Nan g   T o a n   I n s titu te  o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   Vietn a m   Aca d em y   o f   S cien ce   an d   T ec h n o lo g y   1 8   Ho an g   Qu o Viet,   C au   Gia y   Dis tr ict,   Han o i1 0 0 7 2 ,   Vietn am   E m ail:  d n to an @ io it.a c. v n       1.   I NT RO D UCT I O N   On o f   th lead in g   ca u s es  o f   d ea th   wo r ld wid e   f o r   b o th   w o m en   an d   m e n   is   lu n g   ca n ce r   [ 1 ] .   T h is   is   s er io u s   illn ess   ch ar ac ter ized   b y   h ig h   r ate  o f   m o r tality ,   m a in ly   b ec au s it  is   o f ten   d iag n o s ed   at  late  s tag wh en   m etastas is   h as o cc u r r ed   o r   th er is   s ev er d am ag to   o th er   o r g a n s   in   th b o d y .   Ho we v er ,   ea r ly   d etec tio n   o f   lu n g   ca n ce r   ca n   lead   to   s u b s tan tial  in cr ea s in   th p atie n t’ s   s u r v iv al  r ate  [ 2 ] .   On o f   t h ea r lies s ig n s   o f   lu n g   ca n ce r   is   th a p p ea r a n c o f   r o u n d   o r   o v al - s h ap ed   tu m o r s   o r   n o d u les  in   th e   lu n g s   [ 3 ] .   T h ese  tu m o r s   g en er ally   v ar y   in   s ize,   r an g in g   f r o m   j u s f ew   m illi m eter s   to   s ev er al   ce n tim eter s   in   d ia m eter .   T h e   tu m o r   o r   lu n g   n o d u le  m ay   h a v ir r e g u lar   o r   u n clea r   b o r d e r s   an d   s o m etim es  ex h ib it  s u r r o u n d in g   s h a d o w.   T h in cid en ce   o f   in d eter m in ate   lu n g   n o d u les  h as  b ee n   s tead ily   i n cr ea s in g   o v er   th p ast  f ew  y ea r s   [ 4 ] .   Acc o r d in g   to   th Un iv er s ity   o f   T ex as  So u th wester n   Me d ical  C en ter   [ 5 ] ,   ab o u 4 0 o f   lu n g   n o d u les   ar ca n ce r o u s .   As  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Dete ctin g   lu n g   n o d u les in   co m p u ted   to mo g r a p h y   ima g es b a s ed   o n   d ee p   lea r n in g   ( La Th a n h   Hien )   5605   m en tio n ed   i n   th d ata  f r o m   t h W o r ld   Hea lth   Or g a n izatio n   ( W HO)   [ 6 ] ,   a p p r o x im ately   1 . 8   m illi o n   d ea th s   o cc u r r e d   d u e   to   lu n g   ca n ce r   in   2 0 2 0 .   lu n g   n o d u le  is   d ef in ed   as  s h ad o wed   ar ea ,   wh ich   ca n   b r o u n d   o r   ir r eg u lar   i n   s h ap e,   with   a   d iam eter   r an g in g   f r o m   3   m m   to   3   cm ,   an d   lo ca ted   with in   th air - f illed   lu n g   [ 7 ] .   Sh ad o ws  with   d iam eter   s m aller   th an   3   m m   ar r ef er r ed   to   as  m icr o n o d u les,  wh ile  s h ad o ws  with   d iam eter   lar g er   th an   3   cm   ar e   class if ied   as   tu m o r s   [ 8 ] .   I t is  wo r th   n o tin g   th at  ac co r d in g   to   [ 5 ] ,   ab o u t h alf   o f   p atien ts   tr ea ted   f o r   lu n g   n o d u le s   with   ca n ce r   ca n   s u r v iv at  least  f iv y ea r s   af ter   d iag n o s is .   F u r th er m o r e,   if   th lu n g   n o d u le   is   1   cm   o r   les s   in   d iam eter ,   th en   t h p atien t’ s   f i v e - y ea r   s u r v iv al  r ate  ca n   r is to   as  h ig h   as  8 0 %.  T h at  is   wh y   th task   o f   ea r ly   d etec tio n   o f   l u n g   n o d u les is   s o   im p o r tan t.   An   im p o r tan t   to o f o r   th e   task   o f   d etec tin g   lu n g   n o d u les  is   c o m p u ted   to m o g r ap h y   ( C T )   im ag in g .   C T   im ag es  h av th a b ilit y   to   p r o v id d etailed   v is u als  o f   t h in t er n al  s tr u ctu r es  o f   t h b o d y ,   wh ich   h elp s   d o ct o r s   id en tify   a b n o r m alities ,   in clu d i n g   lu n g   n o d u les.  C T   im ag es  o f f er   h ig h   r eso lu tio n   a n d   m u lti p le  s lices,  m ak in g   it   p o s s ib le  to   d eter m in e   th l o ca tio n ,   s ize,   an d   s h ap o f   t h lu n g   n o d u les.  T h er ef o r e,   C T   im ag es  ar also   cr u cial  d ata  f o r   in f o r m atio n   tech n o lo g y   r esear ch   aim ed   at  th e   au to m atic  d etec tio n   o f   lu n g   n o d u les,   th er eb y   h el p in g   to   ac ce ler ate  an d   im p r o v t h ac cu r ac y   o f   m ed ical  d iag n o s es.   T h s tu d y   in   th is   p a p er   f o cu s es  o n   th e   is s u o f   d etec tin g   l u n g   n o d u les  in   C T   im ag es  u s in g   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h .   I n   d ee p   lear n in g ,   c o n v o lu tio n al  lay e r s   with in   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs)  ar e   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv at  ca p tu r in g   s p atial  f ea tu r es  f r o m   im a g es,  in clu d in g   C T   s ca n s .   T h is   is   k ey   ad v an tag e   f o r   id en tify i n g   lu n g   n o d u les  in   C T   s ca n s ,   wh er ch allen g es  ar is in   d is tin g u is h in g   r eg io n s   d u to   co m p lex   s tr u ctu r al  co n d itio n s   an d   co n tr ast  v ar iatio n s   b etwe en   r eg io n s .   Ad d itio n ally ,   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s   h av b ee n   p r o v en   to   b ef f ec tiv to o ls   in   v ar io u s   m ac h in v is io n   task s ,   with   s p ec if ic  n etwo r k   co n f ig u r atio n s   an d   ap p licatio n   co n d itio n s   d ep en d in g   o n   th e   ch ar ac ter is tics   o f   th d ata.   I n   th is   s tu d y ,   th e   f o cu s   is   o n   d ev elo p in g   p r o ce s s   f o r   d etec t in g   lu n g   n o d u les  in   C T   im ag e s   with   th g o al  o f   e n h an cin g   th lik elih o o d   o f   n o d u le  ap p ea r an ce   in   th n etwo r k ' s   in p u d ata,   allo win g   th m o d el  t o   m o r ea s ily   f o c u s   o n   r elev an t   ar ea s   wh ile  r ed u ci n g   n o is f r o m   r eg i o n s   u n r elate d   to   th e   r esu lt.  Sp ec if ically ,   th s tu d y   in v o lv es  f in e - t u n in g   th fa ste re g io n - b a se d   CNN   ( F aster   R - C NN )   m o d el  with in   th co n tex o f   lu n g   n o d u le  d ata  co n d itio n s   in   C T   im ag es.  W also   ad d r ess   th d ev elo p m en o f   im ag p r e p r o ce s s in g   s tep s   to   im p r o v th q u ality   o f   th d e tectio n   r esu lts .   T h m ain   co n t r ib u tio n s   o f   th p a p er   in clu d e i E n h an cin g   th e   ef f ec tiv en ess   o f   lu n g   n o d u le  d etec tio n   b y   p r o p o s in g   lu n g   r eg io n   s eg m en tatio n   p r o ce s s   to   h elp   d ee p   lear n in g   m o d els  f o cu s   o n   p r o ce s s in g   t h lu n g   ar ea ii O p tim izin g   t h h y p e r p ar am eter s   o f   th Fas ter   R - C N m o d el  b ased   o n   th an aly s is   o f   lu n g   n o d u le  ch a r ac ter is tics   in   C T   i m ag d ata;  an d   iii C lar if y in g   th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s als  b y   im p lem en tin g   an d   ev alu atin g   th m o d el  with   d if f er en b ac k b o n es,  s p ec if ically   R es N et5 0 ,   R esNet5 0 v 2 ,   an d   Mo b ileNet .   T h e   s tr u ctu r o f   th r em ain i n g   p ap er   is   as:  s ec tio n   2   co v er s   r elate d   wo r k s ,   s ec tio n   3   p r esen ts   th d ata  u s ed   an d   th e   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   o f   th p a p er ,   Secti o n   4   d is cu s s es  th e   ex p er im en ts   an d   th ev al u atio n   o f   th e   r esu lts   o b tain ed .   Fin ally ,   th co n clu s io n   is   p r esen ted .       2.   RE L AT E WO RK S   On s tu d y   o n   l u n g   n o d u le  d et ec tio n   in   C T   im ag es  is   m en tio n ed   in   [ 9 ] ,   wh er e   th r esear ch   in tr o d u ce s   m eth o d   th at  u s es  f ilter s   d e s i g n ed   to   en h a n ce   th q u ality   o f   d o t - lik an d   lin e - lik o b jects  in   two - d im en s io n al   s p ac e.   T h s tu d y   u s es  s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   m etr ics  to   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   th f ilter s .   r esu lts   o n   th lo d o s e   C T   ( L DC T )   d at aset  s h o th at  9 3 . 4 o f   7 6   n o d u les  wer e   d etec ted ,   with   a   f alse  p o s itiv r ate   o f   4 . 2 .   T h e   s tu d y   [ 1 0 ]   d is cu s s es  an   au t o m ated   m eth o d   f o r   d etec tin g   lu n g   n o d u les  th r o u g h   m u ltip le  im ag p r ep r o ce s s in g   s tep s   an d   th u s o f   wav elet  t r an s f o r m   an d   b io r th o g o n al  wav elet   tech n iq u e s   to   en h a n ce   im a g q u ality .   First,  th bi - h is to g r a m   eq u aliza tio n   alg o r ith m   is   u s ed   to   b ala n ce   th c o n tr ast  o f   th im a g e.   Nex t,   m o r p h o lo g ical  tr an s f o r m atio n s   ar ap p lied   to   clea n   an d   s eg m en th im ag e,   h elp in g   t o   s ep ar ate  im p o r tan t   s tr u ctu r es  in   th lu n g s .   T h s e g m en ted   r e g io n s   ar t h en   ex t r ac ted   an d   f e d   in to   a   f u zz y   in f e r en ce   s y s tem   ( FIS) .   T h is   FIS  is   u s ed   to   d eter m in th s ev er ity   o f   l u n g   n o d u le s ,   aid in g   in   th class if icatio n   an d   e v alu atio n   o f   tu m o r s .   T h is   m et h o d   was  test ed   o n   d ata  f r o m   2 5   p atien ts .   T h r esu lts   s h o th at  th e   m eth o d   h as  th e   ab ilit y   to   d etec lu n g   ca n ce r   ea r ly ,   c o n f ir m in g   th p o ten tial  o f   w av elet  tr an s f o r m atio n   tech n iq u es,  B i - His to g r am   E q u aliza tio n ,   an d   m o r p h o lo g i ca l f ilter s   in   th au to m atic  id e n tific atio n   o f   l u n g   n o d u les.   I n   ad d itio n   t o   th s tu d ies  m en tio n ed   ab o v e,   th er a r s ev er a s tu d ies  th at  u s d ee p   lear n in g   to   d etec lu n g   n o d u les  in   C T   im ag es.  I n   2 0 1 6 ,   s tu d y   [ 1 1 ]   was  co n d u cted   to   d etec lu n g   n o d u les  in   C T   im ag es  u s in g   a   3 C NN.   T h is   m eth o d   ap p lies   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  to   an aly ze   co m p lex   m e d ical  im ag d ata,   s p ec if ically   ch est  C T   im ag es.  T h d ataset  u s ed   i n   th e   s tu d y   is   th e   L I D C - I DR I   d ataset,   wh ich   i n clu d es  1 , 0 1 8   c h est  C T   im ag es.  T h p er f o r m an ce   m et r ics  u s ed   to   ev alu ate  th m eth o d   in clu d s en s itiv ity ,   f alse  p o s itiv r ate,   an d   th e   f r ee - r esp o n s r ec eiv er   o p e r atin g   ch ar ac ter is tic   ( FR OC )   cu r v e.   T h r esu lts   in d icate d   th at  th s y s tem   r ea ch ed   a   s en s itiv ity   o f   7 8 . 9 %,  with   an   av er ag o f   2 0   f alse  p o s itiv es  p er   s ca n   ( FP s /s ca n ) .   T h is   d em o n s tr ates  th at  th s y s tem   h as  a   g o o d   s en s itiv ity   f o r   d etec tin g   lu n g   n o d u les,  alth o u g h   th n u m b er   o f   f als p o s itiv es  m ay   b e   h ig h er   c o m p ar e d   to   s o m o th er   m eth o d s .   n o tewo r t h y   p o in is   th at  th is   s y s tem   d o es  n o u s ad d itio n a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 6 0 4 - 5 6 1 5   5606   s eg m en tatio n   p r o ce s s es  o r   f al s p o s itiv r e d u ctio n   tech n i q u es,  wh ich   m ay   co n tr ib u te  to   th h ig h e r   n u m b er   o f   f alse  p o s itiv es.  Ho wev er ,   th e   s tu d y   co n f ir m ed   th e   p o te n tial  o f   th e   3 D   C NN  in   lu n g   n o d u le  d etec tio n ,   o p e n in g   u p   n ew  d ir ec tio n   f o r   im p r o v in g   au to m ated   d iag n o s tic  s y s tem s .   [ 1 2 ]   d is cu s s es  s tu d y   o n   th d ev el o p m en t   an d   ev alu atio n   o f   c o m p u ter - aid ed   d etec tio n   ( C AD )   s y s tem   b ased   o n   2 C NN  an d   C T   i m ag s eg m en tatio n   tech n iq u es  to   d etec lu n g   n o d u les.  T h d ataset  u s ed   in   th s tu d y   is   th L I DC - I DR I   d ata s et,   wh ich   in clu d es  1 , 0 1 8   ch est  C T   im ag es.  T o   ass es s   th p er f o r m a n ce   o f   th C AD  s y s tem ,   th s tu d y   u s es  m etr ics  s u ch   as   s en s itiv ity ,   ac cu r ac y ,   an d   FP s /s ca n .   An   f r ee - r esp o n s o p e r atin g   ch ar ac ter is tic   ( FR OC )   an aly s is   was  al s o   co n d u cte d   to   m ea s u r s en s itiv ity   an d   th FP s /s ca n   r ate,   e n ab lin g   a   co m p ar is o n   o f   p er f o r m an ce   b etwe en   d if f er en t CAD sy s tem s .   T h r esu lts   o f   th s tu d y   s h o th at  t h p r o p o s ed   C AD  s y s tem   ac h iev ed   s en s itiv ity   o f   9 2 . 8 with   8   f alse  p o s itiv es  p er   s ca n .   T h is   is   a   v er y   p r o m is in g   r esu lt   wh en   co m p a r ed   to   o th e r   s tu d ies,  d em o n s tr atin g   th at  th s y s tem   ca n   d etec lu n g   n o d u les  with   h ig h   ac cu r ac y   an d   f ewe r   f alse  p o s itiv es.  T h e   s tu d y   also   co m p ar es  th p er f o r m an ce   o f   d if f er e n C NN  ar ch itectu r es,  in clu d in g   Alex Ne t,  Go o g L eNe t,  an d   R esNet.   I n   2 0 2 1 ,   s tu d y   [ 1 3 ]   co n d u cted   in   Vietn am   u s ed   v ar io u s   co n v o lu tio n al  n e u r al   n etwo r k s   ( C NNs)  s u ch   as  AT T ,   ASS,  an d   AST  t o   d etec t u m o r s   in   lu n g   C T   im ag es.  T h s tu d y   u s ed   th e   L I D C - I DR I   d ataset  f o r   ev alu atio n .   Pre cisi o n ,   r ec all,   an d   s p ec if icity   wer em p lo y e d   to   ev alu ate  t h ef f ec tiv e n ess   o f   th C NNs.  T h r esu lts   o f   th s tu d y   s h o wed   im p r ess iv o u tco m es,  with   p r e cisi o n   o f   9 5 %,  r ec all  o f   8 6 . 4 % ,   an d   s p ec if icity   o f   9 8 . 9 %.  T h is   o u tco m r e p r esen ts   m ajo r   s tep   f o r war d   in   d ev elo p in g   au to m ated   tec h n iq u es  f o r   tu m o r   d etec tio n   in   lu n g   C T   s ca n s ,   co n tr ib u tin g   t o   en h a n ce d   ac c u r a cy   in   d iag n o s is   an d   im p r o v ed   tr ea tm en p lan n in g .   Als o   in   Vietn am ,   m eth o d   u s i n g   th e   L d cNe t   n etwo r k   [ 1 4 ]   w as  im p lem en ted   to   class if y   l u n g   C T   im ag es   f r o m   th L I DC - I DR I   d ataset.   T o   ass ess   th m o d el’ s   ef f ec ti v en ess ,   ev alu atio n   m etr ics  i n clu d in g   ac cu r ac y ,   s en s itiv ity ,   an d   s p ec if icity   wer u tili ze d .   T h r esu lts   o f   th s t u d y   s h o wed   ac cu r ac y ,   s p ec if ic ity ,   an d   s en s itiv ity   v alu es  o f   9 7 . 2 %,  9 7 . 3 %,  an d   9 6 . 0 %,  r esp ec tiv el y .   T h is   d e m o n s tr ates  th at  th L d cNe n e two r k   ac h iev e d   v e r y   h ig h   p e r f o r m an ce   in   class if y in g   lu n g   im ag es  f r o m   th e   L I DC - I DR I   d ataset.   T h ese  r esu lts   co u ld   p r o v id e   s ig n if ican t b en ef its   in   s u p p o r ti n g   th d iag n o s is   an d   tr ea tm e n t   o f   lu n g   d is ea s es.       3.   M AT E R I AL S AN M E T H O DS    3 . 1 .     Da t a s et   us ed   I n   th is   s tu d y ,   t h d ataset  u s e d   is   L UNA1 6   [ 1 5 ] ,   wh ic h   co n s is ts   o f   8 8 8   C T   s lices.  T h L UNA1 6   d ataset  was  d ev elo p ed   f r o m   th lu n g   im a g d atab ase  c o n s o r tiu m   an d   im a g d atab ase  r eso u r ce   in itiativ e   ( L I DC - I DR I )   d ataset,   lar g d atab ase  co n tain in g   lu n g   C T   i m ag es  f o r   an aly s is .   L I DC - I DR I   is   u s ed   f o r   lu n g   ca n ce r   d ia g n o s is   r esear ch ,   an d   L UNA1 6   is   a n   ex ten s io n   o f   th is   p r o ject,   f o c u s in g   o n   lu n g   n o d u le  d etec tio n .   E ac h   im ag e   in   L UNA1 6   h as  p ix el  v alu es  r an g in g   f r o m   1 0 0 0   t o   3 0 0 0 ,   m ea s u r e d   in   Ho u n s f ield   u n its   ( HU) ,   wh ich   r ep r esen th d en s ity   o f   tis s u es  in   th b o d y .   T h e   L UNA1 6   d ataset  is   wid ely   u s ed   in   s tu d ies  o n   d etec tin g   m alig n an l u n g   n o d u les  f r o m   C T   s ca n   d ata.   T h ese  s lices  h av a   r elativ ely   h ig h   s p atial  r eso lu tio n ,   with   s ize  o f   5 1 2 ×5 1 2   p ix els.   Ad d itio n ally ,   th is   d ataset  in cl u d es  lab els  in d icatin g   th e   lo ca tio n   an d   s ize  o f   th e   lu n g   n o d u les,  wh ich   wer a n n o tated   b y   s ev er al  m e d ical  ex p er ts ,   s p ec if ically   r ad io lo g is ts .   T h is   en ab les  d ee p   lear n in g   m o d els  to   b tr ain e d   an d   ev alu ated   o n   ac cu r ate  m e d ical  d iag n o s tic  d ata.   I n   d etail,   th er ar e   to tal  o f   1 , 1 8 6   lu n g   n o d u les in   th 8 8 8   C T   im ag es.  Fig u r 1   illu s tr ates a   C T   s lice.           Fig u r 1 .   C T   s lice  o f   lu n g   f r o m   th e   L UNA1 6   d ataset     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Dete ctin g   lu n g   n o d u les in   co m p u ted   to mo g r a p h y   ima g es b a s ed   o n   d ee p   lea r n in g   ( La Th a n h   Hien )   5607   3 . 2 .     Da t a   prepro ce s s ing   3 . 2 . 1 .   L un g   s eg m ent a t io n   Acc o r d in g   to   th d ef i n itio n s   o f   lu n g   n o d u les  p r esen ted   in   s ec tio n   1 ,   lu n g   n o d u les  ar alwa y s   f u lly   lo ca ted   with in   t h ar ea   o f   th e   two   lu n g s .   Fo r   t h is   r ea s o n ,   ac cu r ately   id e n tify in g   th e   p o s itio n   o f   th two   lu n g s   in   C T   im ag es  b ec o m es  cr u cial  f ac to r   in   d etec tin g   lu n g   n o d u les.  T o   en h an ce   th ab il ity   to   d etec lu n g   n o d u les,  we  p r o p o s lu n g   r eg io n   s eg m en tatio n   tech n i q u e ,   with   th m ain   g o al  b ein g   to   s ep ar ate  th lu n g   r eg io n   f r o m   th s u r r o u n d in g   ar ea s .   L u n g   s eg m en tatio n   allo ws  th m o d el  to   f o cu s   o n   im p o r tan f ea tu r es  an d   elim in ate  u n n ec ess ar y   ar ea s ,   th er eb y   im p r o v in g   th a cc u r ac y   o f   lo ca tin g   lu n g   n o d u les.  T h l u n g   s eg m en tatio n   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t in   th f o llo win g   s tep s   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   Diag r a m   o f   th lu n g   s eg m en tatio n   s tep s       Step   1   is   co n v er tin g   th C T   i m ag in to   b in ar y   im ag b y   u s in g   s p ec if ic  th r esh o ld .   I n   th is   ca s e,   th e   th r esh o ld   v alu is   s elec ted   as  - 6 0 4   HU.   Pix els  with   v alu es  lo wer   th an   th is   th r esh o ld   ar ass ig n ed   v alu e   o f   1 ,   an d   th r em ain in g   p ix els  ar a s s ig n ed   v alu o f   0   ( b ac k g r o u n d ) .   T h p ix els  with   v alu o f   1   ar tem p o r ar ily   co n s id er ed   as  th lu n g   r eg io n .   T h e   alg o r ith m   tak es  a   C T   i m ag an d   th e   th r esh o l d   as  in p u an d   r et u r n s   th e   co r r esp o n d in g   b in ar y   im a g e.   First,  cr ea te  an   em p ty   b in ar y   im ag o f   th s am s ize  as  th in p u C T   im ag e.   T h en ,   iter ate  th r o u g h   ea ch   p ix el,   an d   if   th p i x el  v alu is   s m aller   th an   th th r esh o l d ,   ass ig n   v alu o f   1   to   th e   co r r esp o n d in g   p ix el  in   th e   b in ar y   im ag e;  o t h er wis e,   ass ig n   v alu o f   0 .   Nex is   s tep   2 .   Af ter   b in ar izin g   th im ag e,   th lu n g   r eg i o n   i s   tem p o r ar ily   co n s id er e d   to   b th ar ea   wh er th p ix el  v alu es a r eq u al  to   1 .   Ho wev er ,   ar ea s   o u ts id th b o d y   will a ls o   h av p i x el  v alu es o f   1 ,   as th is   r eg io n   is   also   air ,   lik e   th l u n g s .   T h er ef o r e,   th ese  ar ea s   n ee d   to   b e   co n v er ted   to   b ac k g r o u n d ,   co r r esp o n d in g   to   p ix el  v alu es  o f   0 .   Step   2   is   u s ed   to   elim in ate  t h b o u n d ar y   ar ea s   an d   r etain   th lu n g   r eg io n .   T h alg o r ith m   tak es  b in ar y   im a g an d   p ad d in g   s ize  as  in p u a n d   r etu r n s   th co r r esp o n d in g   im ag with   th b o u n d ar y   r eg io n s   r e m o v e d .   First,  we   n e ed   to   ch ec k   if   th p ad d in g   s iz is   n eg ativ e;   if   it   is ,   th r o w   a n   ex ce p tio n .   T h en ,   ad d   p a d d in g   to   th e   im ag wit h   th co r r esp o n d in g   s ize,   a n d   s et  th p ix el  v alu es  o f   th e   a d d ed   p ad d in g   to   1 .   Nex t,  we  u s th e   alg o r ith m   b y   W u   et  a l.   [ 1 6 ]   to   id en tif y   t h co n n ec ted   c o m p o n en ts   in   th im ag o b tain ed   f r o m   th p r ev io u s   s tep .   T h alg o r ith m   b y   Kesh en g   W u   is   f ast  an d   p r o v i d es  h ig h   ac cu r ac y   f o r   c o n n ec te d   co m p o n en ts .   T h en ,   th p ix els   at  th b o u n d ar y   ar ass ig n ed   v alu o f   0   to   b ec o m th b ac k g r o u n d .   T h e   b o u n d ar y   ar ea   is   d ef in ed   as th ar ea   wh er at  least o n p ix el  to u ch es th ed g o f   th im ag e   ( wh ich   co u ld   b at  th to p ,   b o tto m ,   lef tm o s t,  o r   r i g h tm o s ed g e ) .   Fin ally ,   i f   p ad d in g   was  ad d e d   in   th p r ev io u s   s tep ,   th p ad d in g   will  b r em o v ed   to   r etu r n   th e   im ag to   its   o r ig in al  s ize.   T h alg o r ith m   will  r etu r n   th co r r esp o n d i n g   im ag e   af ter   th b o u n d ar y   r eg io n s   h a v b ee n   r em o v ed .   Nex is   s tep   3 .   L ab el  th co n n ec ted   co m p o n en ts   to   id e n tif y   th r em ain i n g   f o r eg r o u n d   a r ea s   in   th im ag af ter   r em o v in g   th e   b o u n d ar y   r eg i o n s .   Step   3   p er f o r m s   th is   task .   First,  Kesh en g   W u s   alg o r ith m   is   u s ed   ag ain   to   id en tif y   th e   co n n ec te d   co m p o n e n ts   in   t h b i n ar y   i m ag e.   T h r esu lt   in clu d es  a   li s o f   r e g io n s ,   la b els   f o r   ea c h   c o r r esp o n d in g   r e g io n ,   in f o r m atio n   ab o u th e   s ize,   a n d   th e   co o r d in ates o f   t h b o u n d in g   b o x es o f   th ese   r eg io n s .   B ased   o n   th e   in f o r m a tio n   f r o m   th b o u n d in g   b o x es,   th co n n ec te d   co m p o n e n ts   ar d r awn   f o r   v is u al   r ep r esen tatio n .   T h e   lis o f   c o n n ec ted   c o m p o n en ts   is   iter ate d   th r o u g h ,   a n d   co r r esp o n d i n g   b o u n d in g   b o x   is   d r awn   ar o u n d   ea ch   r eg i o n   o n   th b i n ar y   im ag e.   T h is   is   d o n b y   u s in g   r ec ta n g le  to   s u r r o u n d   ea ch   r eg i o n ,   with   th r ec tan g le  co l o r   s et  to   g r ee n   an d   th lin wid t h   s et  to   2   p ix els.   Nex is   s tep   4 .   I ca n   b s ee n   th at  r e m o v in g   th e   b o r d er   m ig h n o n ec ess ar ily   k ee p   o n ly   th e   lu n g   in f o r m atio n ,   as  it  co u l d   also   c o n tain   o th e r   r e g io n s .   Fo r   ex a m p le,   f at  ar ea s   u s u ally   h a v l o p ix el  v al u es,  s o   th r o u g h   th b i n ar y   im a g p r o c ess ,   th ese  r eg io n s   will  h av p ix el  v alu es  o f   1 ,   m ix in g   with   th ar ea s   co n tain in g   air .   T h lu n g   r eg i o n   is   id en tif ied   b y   ca lcu latin g   th ar ea   o f   ea ch   co n n ec te d   r eg i o n   an d   o n ly   k ee p in g   th two   lar g est ar ea s ,   co r r esp o n d in g   to   th two   lu n g s .   Nex is   s tep   5 .   Fil lin g   th h o les  in   th lu n g   r eg io n   h elp s   en s u r th at  th lu n g   ar ea   is   co n t in u o u s   an d   n o t f r ag m e n ted ,   allo win g   th r esu ltin g   lu n g   m ask   to   co v e r   all  th in f o r m atio n   with in   th lu n g s .   Step   5   f ills   th h o les  with in   th lu n g   ar ea ,   wh ich   co r r esp o n d   to   p o s itio n s   with   p ix el  v alu es  o f   0 .   First,  t h C an n y   alg o r ith m   [ 1 7 ]   is   ap p lied   to   th m ask   to   cr ea te  n ew  im ag c o n tain in g   o n ly   th o u tlin es.  T h e n ,   m o r p h o lo g ical  clo s in g   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 6 0 4 - 5 6 1 5   5608   ap p lied   to   clo s th s m all  h o les  in   th m ask .   T h alg o r ith m   co n tin u es  b y   f in d in g   c o n n ec ted   r eg io n s   in   th e   m ask   an d   f illi n g   th e   s m all  h o l es  b y   co m p ar in g   th eir   ar ea   wi th   th ma x _ h o le_ s iz e   ( a   v alu th at  is   p r ed ef i n ed ) .   T h r esu lt is   lu n g   m ask   with   th s m all  h o les f illed .   Nex is   s tep   6 .   T h cr ea tio n   o f   co n v ex   h u ll  f o r   th lu n g s   h elp s   elim in ate  s m all  in d en tati o n s   ar o u n d   th s u r f ac o f   th l u n g s .   First,   we  f in d   t h co n t o u r s   in   t h i m ag u s in g   t h alg o r ith m   b y   Sato s h Su zu k et  al.   [ 1 8 ] .   Sin ce   n o n - lu n g   ar ea s   o r   n o is with in   th lu n g s   h av b ee n   r em o v ed   in   p r ev io u s   s tep s ,   o n ly   th two   co n to u r s   o f   t h two   lu n g s   r e m ain .   T h e n ,   t h alg o r ith m   ite r ates  th r o u g h   ea c h   co n to u r   f o u n d   i n   th e   p r e v io u s   s tep   an d   co m p u tes  th co n v ex   h u ll  f o r   ea ch   c o r r esp o n d in g   c o n to u r .   T h is   co n v ex   h u ll  ca lcu latio n   is   p er f o r m ed   u s in g   Sk lan s k y ' s   alg o r ith m   [ 1 9 ] .   Af ter war d ,   th p i x els  with in   th co n v ex   h u ll  ar ass ig n ed   v alu o f   1   to   cr ea te  lu n g   m ask .   Fin ally ,   th b in ar y   m ask   is   o v er laid   o n   th o r i g in al  C T   im ag to   elim in ate  ar ea s   o u ts id th lu n g s ,   r etain in g   o n ly   th r ele v an lu n g   r eg i o n s .   T h r o u g h   t h lu n g   s eg m en tatio n   s tep s   a b o v e,   th r esu ltin g   im ag will  co n tain   o n ly   t h two   l u n g s ,   wh ich   allo ws  m o d els  to   f o c u s   ex clu s iv ely   o n   th e   lu n g   ar e an d   en h a n ce s   th e   ab ilit y   to   d etec t th lo ca tio n   o f   lu n g   n o d u les.  Fig u r 3   illu s tr a tes ea ch   s tep   o f   th p r o p o s ed   m eth o d .           Fig u r 3 .   I ll u s tr ate  th s tep s   p er f o r m e d   o n   s lice       3 . 2 . 2 .   Da t a   no rm a liza t io n   Ad d itio n ally ,   b ef o r th d ata  ca n   b in p u in t o   th m o d el,   th e   C T   im ag n ee d s   to   b n o r m alize d .   T h e   p ix el  v alu es   m ay   co n tain   d is c r ep an cies  d u to   er r o r s   f r o m   th im ag in g   m ac h in e,   an d   n o r m alizin g   th e   im ag e   b ef o r e   f ee d in g   it  in t o   th e   m o d el  ca n   h elp   r ed u ce   th ese  d is cr ep an cies  an d   g iv e   th m o d e an   o v er all  v iew  o f   th d ataset.   T h p ix el  v alu es  will  b e   s ca led   to   th r an g e   [ 0 - 1 ] .   First,  th e   m in im u m   v a lu ( min _ v a l )   a n d   m ax im u m   v al u ( ma x _ va l )   o f   th im ag ar d eter m in ed .   T h en ,   th p ix el  v alu es  will  b n o r m alize d   to   th r an g [ 0 - 1 ]   u s in g   th e   f o llo win g   f o r m u la:        _  = _  _ _   ( 1 )     3 . 3 .     O pti m izing   t he  hy perpa ra m et er s   o f   t he  f a s t er   R - CN N   Fas ter   R - C NN  [ 2 0 ]   h as  b ee n   ex ten s iv ely   ap p lied   in   m e d ical  im ag o b ject  r ec o g n itio n   a p p licatio n s   f o r   s ev e r al  im p o r tan t   r ea s o n s   r elate d   t o   ac c u r ac y ,   th e   ab il ity   to   d etec co m p lex   o b jects ,   an d   th e   m o d el's   f lex ib ilit y .   I n   m ed ical  im ag es,  th o b jects  th at  n ee d   to   b d etec ted   ar o f ten   v er y   s m all  o r   h av co m p lex   s h ap es,  s u ch   as  lu n g   n o d u les.   Fas ter   R - C NN,   w ith   its   ab ili ty   to   lear n   an d   o p tim ize  f ea tu r es  f r o m   m u ltip le   lev els  with in   th C NN  n et wo r k ,   ca n   ac c u r ately   d etec t   an d   class if y   th ese  o b jects.  T h Fas ter   R - C N N   ar ch itectu r is   co m p o s ed   o f   two   p r im ar y   co m p o n en ts th r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   ( R PN)   an d   th   Fas t R - C NN  d etec tio n   m o d u le .   T h R PN  p lay s   a   cr u cial  r o le  in   th e   Fas ter   R - C NN  m o d el,   as  it  is   r esp o n s ib le  f o r   g en er atin g   ca n d id ate  r eg i o n s   o f   in ter est  f r o m   th in p u im a g e,   h elp i n g   to   id en tify   a r ea s   th at  m ay   c o n tain   o b jects.  R PN   o p er ates  b ased   o n   C NN  to   ex tr ac f ea tu r es  f r o m   th im a g e,   th en   u s es  s lid in g   win d o to   s ca n   th r o u g h   p o in ts   o n   th f ea tu r m a p .   At  ea ch   p o in t,  R PN  g en er ates  "a n ch o r s ( ass u m ed   r ec ta n g les  with   d if f er en s ca les  an d   asp ec r atio s )   an d   class if ies  th em   in to   two   g r o u p s co n tain in g   an   o b ject  o r   n o co n tain in g   an   o b ject.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Dete ctin g   lu n g   n o d u les in   co m p u ted   to mo g r a p h y   ima g es b a s ed   o n   d ee p   lea r n in g   ( La Th a n h   Hien )   5609   Simu ltan eo u s ly ,   th R PN  p r e d icts   p o s itio n al  r ef in em en ts   f o r   th an c h o r s   u s in g   a   b o u n d in g   b o x   r eg r ess io n   n etwo r k ,   allo win g   th em   to   m o r ac cu r ately   alig n   with   th ac tu al  o b jects  in   th e   im ag e.   Af ter   g en er atin g   th e   p r o p o s als,  R P u s es  th No n - Ma x im u m   Su p p r ess io n   ( NM S)  tech n iq u to   elim in ate  o v er l ap p in g   r e g io n s   an d   r etain   th b est  o n es.  I n teg r atin g   R PN  in to   d ee p   lear n in g   m o d els  h elp s   ac ce ler ate  th o b jec d etec tio n   p r o ce s s ,   wh ile  s im u ltan eo u s ly   o p tim i zin g   th e   g e n er atio n   o f   r e g io n   p r o p o s als  an d   o b ject   cla s s if icatio n ,   th er eb y   im p r o v in g   th e f f icien cy   a n d   a cc u r ac y   o f   th m o d el.   I n   th is   s tu d y ,   we  will  o p tim ize  th p a r am eter s   o f   th e   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   m o d u le   in   th Fas ter   R - C NN  m o d el  b ased   o n   th an aly s is   o f   lu n g   n o d u le  c h ar ac ter is tics   in   C T   im ag d ata.   T h o r ig i n al  ar ch itectu r o f   Fas ter   R - C NN   p r ed ef in es  3   d if f e r en s izes  [ 1 2 8 ,   2 5 6 ,   5 1 2 ]   an d   3   asp ec r atio s   [ 0 . 5 ,   1 ,   2 ]   f o r   th an ch o r   b o x es.  As  r esu lt,  Fas ter   R - C NN   u tili ze s   n in d if f er en an ch o r   b o x   s izes  in   to t al:  [ 6 4 ,   1 2 8 ] ,   [ 1 2 8 ,   1 2 8 ] ,   [ 2 5 6 ,   1 2 8 ] ,   [ 1 2 8 ,   2 5 6 ] ,   [ 2 5 6 ,   2 5 6 ] ,   [ 5 1 2 ,   2 5 6 ] ,   [ 2 5 6 ,   5 1 2 ] ,   [ 5 1 2 ,   5 1 2 ] ,   an d   [ 1 0 2 4 ,   5 1 2 ] .   T h ese  p r ed ef in e d   s izes  ar co n s id er a b ly   lar g e r   th an   th t y p ical  d ia m eter   o f   lu n g   n o d u les,  r esu lti n g   in   lar g e   n u m b er   o f   u n n ec ess ar y   o r   ir r elev an t a n ch o r   b o x es.  T ak in g   in to   ac co u n t th ac tu al  s izes o f   lu n g   n o d u les an d   th asp ec r atio   d is tr ib u tio n   in   th L UN A1 6   d ataset,   we  ad o p th r ee   s m aller   an ch o r   b o x   s izes  [ 3 2 ,   6 4 ,   1 2 8 ]   co m b in ed   with   two   asp ec r atio s   [ 1 ,   2 ] ,   r esu ltin g   in   s ix   an ch o r   b o x   co n f ig u r atio n s : [ 3 2 ,   3 2 ] ,   [ 3 2 ,   6 4 ] ,   [ 6 4 ,   6 4 ] ,   [ 6 4 ,   1 2 8 ] ,   [ 1 2 8 ,   1 2 8 ] ,   a n d   [ 1 2 8 ,   2 5 6 ] .   T h ese  an ch o r   b o x   s izes  ar s m a ller   an d   b etter   alig n ed   with   th ac tu al  d im en s io n s   o f   lu n g   n o d u les  in   th d atase t.  Fig u r 4   p r esen ts   co m p ar is o n   b etwe en   th o r i g in al  an c h o r   b o x es  an d   th e   m o d if ied   a n ch o r   b o x es e m p lo y ed   in   o u r   a p p r o ac h .           Fig u r 4 .   C o m p a r is o n   o f   Fas ter   R - C NN  u s in g   th o r ig in al  an ch o r   b o x es ( lef t)   a n d   th e   cu s to m ized   an ch o r   b o x es tailo r ed   t o   lu n g   n o d u les ( r ig h t)       T h Fas R - C NN  d etec to r   in   Fas ter   R - C N is   th n ex s tep   af ter   th r eg io n   p r o p o s als  ar e   g en er ated   b y   th R PN.  On ce   th r eg io n s   th at  m ay   co n tain   o b jects  ar id en tifie d ,   Fas R - C NN   p r o ce s s es  th em   to   clas s if y   th o b jects  a n d   ac cu r ately   d e ter m in th eir   p o s itio n s   in   t h e   im ag e.   Fas R - C NN  o p er ate s   b y   u s in g   r eg io n   p r o p o s als  g en er ated   f r o m   th R PN  an d   p er f o r m s   th f o llo w in g   s tep s f ir s t,  th ese  p r o p o s als  ar cr o p p ed   f r o m   th f ea tu r m a p   ( th f ea tu r m ap   ex tr ac ted   b y   th e   C NN  f r o m   th in p u im ag e ) .   T h e n ,   tech n iq u ca lled   r eg io n   o f   in ter est  ( R o I )   p o o lin g   is   u s ed   to   r esize  th p r o p o s als  o f   d if f er e n s izes  in to   a   f ix ed   s ize,   m a k in g   th em   s u itab le  f o r   f u r t h er   p r o ce s s in g   in   th e   n etwo r k .   T h ese  f ea tu r es  a r th e n   p ass ed   in t o   f u lly   co n n ec ted   ( FC )   n etwo r k   f o r   o b ject  class if icatio n   an d   b o u n d in g   b o x   c o o r d in ate  p r ed ictio n   ( p o s itio n   an d   s ize)   f o r   ea c h   p r o p o s al.   T h Fas R - C NN  d etec to r   u s es  m u lti - task   lo s s   f u n ctio n   th at   co m b i n es  class if icatio n   lo s s   an d   b o u n d in g   b o x   r eg r ess io n   lo s s .   T h f o r m u la  f o r   th lo s s   f u n ctio n   is   as:     ( , , ) = 1  ( , ) + 1 ( , ) ,   ( 2 )     I n   th f o m u la,     d en o tes  th n u m b er   o f   R o I s   u s ed   f o r   class if icatio n ,   wh ile    r ef er s   to   th n u m b er   o f   R o I s   u s ed   f o r   b o u n d in g   b o x   r eg r ess io n .     is   th p r ed icted   p r o b ab ilit y   th at   th th   R o I   c o n tain s   an   o b ject  an d     is   th g r o u n d   tr u th   la b el,   wh i ch   tak es  v alu es  o f   1   o r   0   t o   in d icate   wh eth er   th   R o I   is   an   o b ject  o r   n o t.    r ep r esen ts   th g r o u n d   tr u th   b o u n d in g   b o x   p ar a m eter s   f o r   t h   R o I   an d     d en o tes  th p r e d icted   b o u n d in g   b o x   p ar am eter s   f o r   th i th   R o I .     i s   th class if icatio n   lo s s   f u n cti o n   ( t y p ically   cr o s s   en tr o p y ) ,   a n d     is   th lo s s   f u n ctio n   f o r   b o u n d in g   b o x   co o r d in ate  r eg r ess io n   ( u s u a lly   s m o o th   L 1   lo s s ) .   b alan c in g   p ar am eter     is   in tr o d u ce d   to   weig h t t h co n t r ib u tio n s   o f   t h class if icatio n   an d   r eg r ess io n   lo s s es in   th o v e r all  lo s s   f u n ctio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 6 0 4 - 5 6 1 5   5610   Fas R - C NN  in tr o d u ce s   s ev er al  im p r o v em en ts   o v er   th e   p r ev i o u s   m eth o d ,   R - C NN,   in clu d in g   r ed u cin g   co m p u tatio n al  tim b y   p r o ce s s in g   th im ag o n ly   o n ce   th r o u g h   th C NN  to   ex tr ac f ea tu r es,  r ath er   th an   p r o ce s s in g   it  m u ltip le  tim es  f o r   ea c h   p r o p o s al.   T h is   m ak es  Fas R - C NN  f aster   an d   m o r ef f icien t   in   o b ject  d etec tio n .   A d d itio n ally ,   Fas R - C NN  ca n   o p tim ize  th en tire   lear n in g   p r o ce s s ,   f r o m   f ea tu r e x tr ac tio n   an d   class if icatio n   to   b o u n d in g   b o x   ad ju s tm en t,  r esu ltin g   i n   m o r p o wer f u an d   ac cu r ate  o b ject  d etec tio n   m o d el.   I n   th is   s tu d y ,   we  u s th r ee   C NN  b ac k b o n ar ch itect u r es  in   Fas ter   R - C NN:   R e s Ne t5 0   [ 2 1 ] ,   R esNet5 0   v2  [ 2 2 ] ,   a n d   Mo b ileNet   [ 2 3 ] .   Fig u r 5   d ep icts   th o v er all  s tr u ctu r o f   th Fas ter   R - C NN  f r am ewo r k   em p lo y ed   in   th is   s tu d y .           Fig u r 5 .   T h ar ch itectu r o f   F aster   R - C NN  w ith   R esNe t5 0 ,   R esNet5 0   v 2 ,   an d   M o b ileNet   b ac k b o n es       4.   E XP E R I M E N T   AND  R E SU L T S   4 . 1 .     E x perim ent   T o   clar if y   th ef f ec tiv e n ess   o f   th p r o p o s ed   m eth o d ,   we  ca r r y   o u e x p er im en ts   with   two   s ce n ar io s :   u s in g   im ag d ata  th at  in clu d e s   b o th   lu n g s   an d   u s in g   im ag e   d ata  th at  h as  b ee n   cr o p p ed   t o   in clu d o n ly   o n e   lu n g .   T h u s o f   o n e - lu n g   im ag d ata  is   b ased   o n   o u r   h y p o th esis   to   en h an ce   th p er f o r m an ce   o f   d etec tin g   lu n g   n o d u les  b y   d ir ec ti n g   th e   Fas ter   R - C NN  m o d els  to   f o cu s   o n   p r o ce s s in g   th l u n g   a r ea .   T h er e f o r e,   th e   r esu lts   with   o n e - lu n g   d ata  a r ex p ec te d   to   p er f o r m   b ette r .   T o   en s u r e   f air   ev alu atio n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d s   ef f ec tiv e n ess   o n   th Fas ter   R - C NN  m o d el,   th m etr ics  will  b ca lcu lat ed   b ased   o n   th e     Fas ter   R - C NN  m o d el  with   d if f er en t b ac k b o n v ar iatio n s ,   in cl u d in g   R esNet5 0 ,   R esNet5 0   v 2 ,   an d   Mo b ileNet .   I n   ter m s   o f   ex p er im e n tal  d eta ils ,   th m o d el  was  tr ain ed   u s i n g   2   T 4   GPUs   o n   th Kag g le  p latf o r m   [ 2 4 ] .   T h e   d ata   was  au g m en ted   u s in g   tech n iq u es  s u ch   as  im a g cr o p p in g ,   b r ig h tn ess   ad ju s t m en t,  a n d   b lu r r in g   to   in cr ea s th g en er aliza tio n   o f   th d ataset.   T h m o d el  was  tr ain ed   with   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1 ,   b atch   s ize  o f   1 0 ,   an d   was  r u n   f o r   1 0 0   ep o ch s .   Ad d itio n ally ,   f r o m   th p r e p r o ce s s ed   d ata,   w p er f o r m ed   im ag e   cr o p p in g   to   s p lit  ea ch   im ag in to   two   n ew  im ag es  co r r esp o n d in g   to   th two   s ep ar ate  lu n g s .   T h u s ,   we  will   ex p er im en a n d   e v alu ate  o n   t wo   d atasets .   T h f ir s d ataset  is   th u n cr o p p ed   d ataset,   wh ic h   in clu d es  1 , 1 8 6   C T   im ag s lices  with   s ize  o f   5 1 2 ×5 1 2 .   T h s ec o n d   d ataset  is   th o n w h er ea ch   im ag is   s p lit  in to   two   h al v es  ac co r d in g   to   th e   two   lu n g s .   T o   allo th e   m o d el  to   f o cu s   m o r o n   im ag es   co n tain in g   l u n g   n o d u les,  th is   d ataset  will  co n s is o f   1 0 0 im ag es  co n tain in g   n o d u les  an d   o n ly   2 0 o f   im a g es  with o u n o d u les.  T h er ef o r e,   th e   d ataset  will  co n s is o f   1 , 3 0 4   i m ag es,  ea ch   with   s ize  o f   2 5 6 ×3 8 4 .   T h e   test   s et  o f   th is   d a taset  will  b tak en   f r o m   th test   s et  o f   th two - lu n g   d ataset  af ter   b ein g   s p lit  in   h alf .   T h tr ain ,   v alid atio n ,   an d   test   s ets   ar r an d o m l y   s p lit f r o m   th o r i g in al  d ataset  with   r atio   o f   7 :2 :1 .   Fig u r 6   illu s tr ates a n   im ag with   two   lu n g s   th at  h as b ee n   cr o p p e d   in to   two   s ep ar ate  lu n g   im a g es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Dete ctin g   lu n g   n o d u les in   co m p u ted   to mo g r a p h y   ima g es b a s ed   o n   d ee p   lea r n in g   ( La Th a n h   Hien )   5611         Fig u r 6 .   I ll u s tr atio n   o f   a   lu n g   im ag s p lit in to   two   s ep ar ate  l u n g   im a g es       Fo r   th is   p r o b lem ,   th e   m etr ics  u s ed   to   e v alu ate  th e   m o d el  ar m AP5 0   ( m ea n   a v er ag e   p r ec is io n   at   in ter s ec tio n   o v er   u n io n   ( I o U )   t h r esh o ld   o f   5 0 %)  an d   r ec all.   Fo r   p r ed ictio n   r esu lt,  ev alu ati o n   is   b ased   o n   tr u p o s itiv ( T P)  an d   f alse  p o s itiv ( FP )   th r o u g h   I o U .   I f   th I o U   5 0 %,  th r esu lt  is   co n s id er e d   T P,  o th er wis e,   it is   n o t.  I f   co r r ec t r esu lt is   n o t d etec ted   b y   th m o d el,   it is   co n s id er ed   f alse n eg ativ ( F N) .   I n   th d ep lo y m en s tag e,   we  u s ed   th o p tim al  m o d el   weig h ts   o b tain ed   f r o m   th ex p er i m en tal  p h ase  an d   b u ilt  a   g r ap h ical  u s er   in te r f ac to   f ac ilit ate  s m o o th   in te r ac tio n   with   th m o d el.   T h is   d esk to p   a p p licatio n   was d ev elo p ed   u s in g   Py th o n s   T k in ter   lib r ar y ,   wh ich   is   well - s u ited   f o r   cr ea tin g   GUI   ap p li ca tio n s .   T h s y s tem   ac ce p ts   2 C T   im a g s lice  as  in p u a n d   p r o ce s s es  it  to   d e tect  an d   h ig h lig h an y   lu n g   n o d u les  p r esen t.   T h e   o u tp u t,  co n s is tin g   o f   th o r ig i n al  im ag with   th id en tifie d   n o d u le  m ar k ed ,   is   d is p lay ed   with in   th in ter f ac u s in g   th Ma tp lo tlib   lib r ar y .   Fo r   b etter   v is u aliza tio n ,   th C T   im ag es  ar s h o wn   u s in g   a   g r ay s ca le  co lo r m ap ,   wh ich   is   co m m o n l y   ap p lied   in   m ed ical  im ag in g   to   em p h asize  s tr u ctu r al  f ea tu r es.     4 . 2 .     Resul t   a nd   d is cus s io n   First,  ex p er im en ts   wer co n d u cted   u s in g   th e   d ataset  co n tain in g   b o th   lu n g s ,   t h r esu lts   ar s u m m ar ized   in   T ab le   1 .   T h e   F aster   R - C NN  m o d el  with   R esNet5 0 ,   af ter   b ei n g   t r ain ed   f o r   ap p r o x im ately   1 0 0   ep o ch s ,   ac h iev e d   th b est  r esu lt  with   r ec all  o f   0 . 8 0 6 4   an d   m AP5 0   o f   0 . 7 .   T h lo s s   f u n ct io n   o n   t h tr ain in g   s et  d r o p p ed   b elo 0 . 1 ,   in d ica tin g   th at   th m o d el   ac h iev ed   r elativ ely   h ig h   s en s itiv ity   in   d etec tin g   p o s itiv e   ca s es.  Ho wev er ,   th e   av e r ag e   p r ec is io n   ( m AP5 0 )   o f   th e   p r e d ictio n s   s till   n ee d s   im p r o v e m en t.  Similar ly ,   th Fas ter   R - C NN  m o d el  with   R esNet5 0 v 2 ,   af ter   b ein g   t r ain ed   f o r   ar o u n d   1 0 0   ep o ch s ,   ac h ie v ed   th b est  r esu lt  with   R ec all   o f   0 . 8 3   an d   m A P5 0   o f   0 . 7 4 .   T h is   m o d el  p r o d u ce d   th b est r esu lts   o n   th d ataset  with   b o th   lu n g s   b u t,  in   r etu r n ,   t h p r ed ictio n   tim f o r   an   im ag e   was  lo n g er   d u to   th a r ch itectu r e   o f   th e   m o d el .   T h e     Fas ter   R - C NN  m o d el  with   Mo b ileNet   ac h iev ed   th e   b est  r esu lt  with   R ec all  o f   0 . 7 5   an d   m AP5 0   o f   0 . 6 3 .   T h is   m o d el  c o n v e r g ed   q u ite  q u ick l y   d u r in g   tr ain in g   b u t   h ad   a   lo wer   R ec all  an d   m AP5 0   co m p ar ed   to   th e   o th e r   two   m o d els.  Ho wev er ,   it  p er f o r m e d   p r ed ictio n s   v er y   q u ick ly   d u e   to   its   s m aller   m o d el  s tr u ctu r e.       T ab le  1 .   E x p er im en tal  r esu lts   o f   b ac k b o n es o f   Fas ter   R - C N with   th two - lu n g   im ag d at aset   M e t r i c s   R e s n e t 5 0   R e sN e t 5 0 v 2   M o b i l e N e t   R e c a l l   0 . 8 0 6 4   0 . 8 3   0 . 7 5   mA P 5 0   0 . 7   0 . 7 4   0 . 6 3       Fo r   ex p e r im en ts   with   th e   o n e - lu n g   im ag d ataset,   th r esu lts   s h o clea r   d if f er en ce   as  s h o wn   in   T ab le  2 .   Af ter   tr ain i n g   t h m o d el  f o r   a p p r o x im ately   1 0 0   e p o ch s ,   th e   Fas ter   R - C NN  m o d el  with   R esNet5 0   ac h iev ed   a   r ec all  o f   0 . 9 1   a n d   m AP5 0   o f   0 . 8 6 .   Sp litt in g   t h t wo - lu n g   im ag in t o   in d i v id u al   lu n g s   m a d n o d u le   d etec tio n   ea s ier .   T h r ec all  in d icate s   th at  th m o d el  ca n   ac cu r ately   id en tify   9 1 o f   th n o d u les  in   th test   d ataset,   an d   th m AP5 0   o f   0 . 8 6   s h o ws  th at  th e   m o d el   q u al ity   is   n o ticea b ly   b etter   co m p a r ed   to   t h two - lu n g   im ag d ataset.   T h Fas ter   R - C NN  m o d el  with   R esNet5 0 v 2   ac h iev ed   th b est  r esu lts   with   r ec all  o f   0 . 9 4   an d   m AP5 0   o f   0 . 8 4 .   W h ile  it  ca n   id en tify   m o r e   ac cu r ately   th a n   th Fas ter   R - C NN  with   th R esNet5 0   b ac k b o n e,   th lo wer   m AP5 0   in d icate s   th at  th m o d el  d etec ts   m o r e   f alse  p o s itiv es  in   th test s et.   T h Fas ter   R - C NN   m o d el  with   Mo b ileNet ,   af ter   t r ain in g   f o r   ar o u n d   1 0 0   e p o ch s ,   ac h iev e d   a   R ec all  o f   0 . 8 3   an d   m AP5 0   o f   0 . 8 0 .   T h is   m o d el  is   th e   f astes in   t er m s   o f   p r ed ictio n   am o n g   all   s ix   m o d els  a n d   p er f o r m s   b et ter   th an   t h m o d els  u s in g   th two - lu n g   im a g d ata s et.   T o   ev alu ate  th r esu lts   m o r e   o b jectiv ely ,   we  co m p ar ed   o u r   r esu lts   with   th s tu d y   in   [ 2 5 ] .   I n   t h at  s tu d y ,   th a u th o r s   p r esen ted   a   lu n g   n o d u le  d etec tio n   p ip elin u s in g   th YOL Ov 3   m o d el  with   th Dar k n et5 3   b ac k b o n e.   T h m o d el  was  p r e - tr ain ed   o n   t h MS  C OC O   d ataset.   I n   ex p er im en ts   with   th e   L UNA1 6   d ataset,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 6 0 4 - 5 6 1 5   5612   th au th o r s   ac h iev ed   th eir   b es r esu lts   with   a   m AP5 0   o f   ap p r o x im ately   0 . 6 4   a n d   r ec all  o f   ar o u n d   0 . 7 5 .   T h au th o r s   also   co m p ar e d   th p e r f o r m an ce   with   s ev er al  o t h er   m o d els,  in clu d in g   C ascad R - C NN  with   m A P5 0   o f   0 . 4 6   an d   r ec all  o f   0 . 6 0 ,   F C OS  with   m AP5 0   o f   0 . 5 0   a n d   r ec all  o f   0 . 7 2 ,   a n d   f i n ally ,   YOL Ov 3   with   th Mo b ileNet   b ac k b o n e,   wh ich   ac h iev ed   m AP5 0   o f   0 . 5 1   a n d   r ec all  o f   0 . 8 3 .   T h u s ,   co m p ar ed   to   th b est  r esu lts   we  ac h iev ed ,   o u r   m o d e ls   with   R es Net5 0   an d   R esNet5 0 v 2   b ac k b o n es  d em o n s tr ated   s ig n if ican tly   b etter   p er f o r m an ce ,   with   m AP5 0   v a lu es  o f   0 . 8 6   an d   0 . 8 4 ,   an d   R e ca ll  v alu es  o f   0 . 9 1   an d   0 . 9 4 ,   r esp ec tiv ely .   T h ese  r esu lts   clea r ly   h ig h lig h th ef f ec tiv en ess   o f   ap p l y in g   th e   p r o p o s ed   p r o ce s s   f o r   s eg m e n tin g   lu n g   ar ea s ,   as  well  as  o p tim izin g   th r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   m o d u le  in   th F aster   R - C N m o d el  b ased   o n   th an aly s is   o f   lu n g   n o d u le  ch ar ac ter is tics   in   C T   im ag d ata.   T h p r o p o s ed   m et h o d   e n h an ce s   lu n g   n o d u le  d et ec tio n   b y   d ir ec tin g   th m o d el’ s   atten tio n   to war d   r elev an r eg io n s   wh ile  ef f ec tiv ely   s u p p r ess in g   n o is f r o m   ir r elev an ar ea s ,   th er eb y   im p r o v in g   b o th   ac c u r ac y   an d   f o cu s .       T ab le  2 .   E x p er im en tal  r esu lts   o f   b ac k b o n es o f   Fas ter   R - C N with   th o n e - lu n g   im a g d at aset   M e t r i c s   R e s n e t 5 0   R e sN e t 5 0 v 2   M o b i l e N e t   R e c a l l   0 . 9 1   0 . 9 4   0 . 8 3   mA P 5 0   0 . 8 6   0 . 8 4   0 . 8 0       Ou r   f in d in g s   d e m o n s tr ate  t h at  in co r p o r atin g   l u n g   r eg i o n   s eg m en tatio n   s tep   p r i o r   to   d ete ctio n   ca n   ef f ec tiv ely   r ed u ce   b ac k g r o u n d   n o is an d   en h a n ce   t h m o d el’ s   f o cu s   o n   r elev a n an at o m ical  ar ea s .   T h is   p r ep r o ce s s in g   ap p r o ac h ,   alth o u g h   lig h tweig h t,   co n tr ib u te s   to   im p r o v ed   p er f o r m an ce   in   d etec tin g   lu n g   n o d u les  f r o m   C T   s ca n s .   T h e s r esu lts   ad d   to   th cu r r e n b o d y   o f   r esear c h   b y   h ig h lig h tin g   th co m b in ed   im p o r tan ce   o f   d ata   p r e p ar atio n   an d   m o d el   co n f i g u r atio n .   W h ile  p r ev io u s   s tu d ies  h av e   p r im ar ily   f o cu s ed   o n   en d - to - e n d   d etec tio n   f r a m ewo r k s ,   o u r   wo r k   s h o ws  th at  ev en   m o d est,  d o m ain - s p ec if ic  ad ju s tm en ts   in   p r ep r o ce s s in g   an d   m o d el  tu n in g   ca n   lea d   to   s u b s tan tial im p r o v em en ts .   Ad d itio n ally ,   we  h av in te g r ated   all  th co m p o n e n ts   o f   th is   s tu d y   in to   test in g   s o f twar e,   as   illu s tr ated   in   Fig u r 7 .   T h s o f twar allo ws  th u s er   to   s elec o n o f   th m o d els  s tu d ied   in   th is   p ap er   an d   u s ch est  C T   im ag es  as  in p u t   d ata.   I t   th en   o u t p u ts   th e   d etec ted   lu n g   n o d u le   r e g io n s   alo n g   with   th eir   co r r esp o n d in g   p r o b ab ilit ies.  T h is   in f o r m atio n   is   d is p lay ed   v i s u ally   o n   th p r o g r am ' s   in ter f ac e.           Fig u r 7 .   I ll u s tr atio n   o f   t h in t er f ac o f   t h lu n g   n o d u le  d ete ctio n   s o f twar e       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   we  p r esen ted   a   s tu d y   o n   lu n g   n o d u le   d etec ti o n   in   C T   im ag es   u s in g   a   d ee p   lear n i n g   ap p r o ac h ,   aim in g   to   en h an ce   th v is ib ilit y   o f   lu n g   n o d u le s   an d   h elp   th m o d el  f o cu s   m o r ef f ec tiv el y   o n   r elev an r eg i o n s   wh ile  r ed u cin g   n o is f r o m   ar ea s   u n r elate d   t o   th r esu lts .   T o   d em o n s tr ate  th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m ,   we  co n d u cte d   ex p er im en ts   o n   th s tan d ar d   L UNA1 6   d ataset  an d   ac h iev ed   th b est  r esu lts   o f   0 . 8 6   m AP5 0   an d   0 . 9 1   R ec all  f o r   th R esNet5 0   b ac k b o n e   m o d el,   an d   0 . 8 4   m AP5 0   an d   0 . 9 4   R ec all   f o r   th R esNet5 0 v 2   b ac k b o n m o d el.   T h ese  r esu lts   r ef lec th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   an d   h ig h lig h th p o ten tial  ap p lica tio n   o f   th s tu d y   in   s u p p o r tin g   lu n g   ca n ce r   d iag n o s is .   Des p ite  ac h iev in g   h ig h   ev alu atio n   m etr ics,  th r esear ch   s till   r eq u ir es  f u r th er   im p r o v em en an d   test in g   in   t h co n tex o f   r ea l - wo r ld   d ata,   with   m o r d iv er s an d   c o m p lex   ca s es  o f   lu n g   C T   im ag es.  Ou r   f u tu r r esear ch   will  aim   to   im p r o v th g en er aliza tio n   ca p ab ilit y   o f   th em p lo y ed   d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es,  wh ile  also   in v esti g atin g   th 3 D   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Dete ctin g   lu n g   n o d u les in   co m p u ted   to mo g r a p h y   ima g es b a s ed   o n   d ee p   lea r n in g   ( La Th a n h   Hien )   5613   s tr u ctu r al  ch ar ac te r is tics   o f   C T   im ag d ata.   Ad d itio n ally ,   with   th e   g o al  o f   tr a n s latin g   th e   r esear ch   in to   p r ac tical  h ea lth ca r ap p licatio n s ,   we  will  wo r k   o n   s p ec if ic  t ask s   to   in teg r ate  th is   m eth o d   i n to   th wo r k f lo o f   r ad io lo g is ts   in   h o s p itals ,   allo win g   f o r   o b jectiv a n d   p r ac tical  ass es s m en ts .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h r esear ch   co n ten in   th is   p ap er   is   s p o n s o r ed   b y   th I n s titu te  o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y   ( Viet   Nam   Aca d em y   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y )   u n d er   th p r o jec t c o d “T XKHT E . 0 2 / 2 5 - 25 - 0 2 ”.       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   L am   T h an h   Hien                               L An h   T u                               Ph am   T r u n g   Hieu                               Ph am   Min h   Du c                               Ng u y en   Van   Nan g                               Do   Nan g   T o a n                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th e   f in d in g s   o f   th is   s tu d y   a r o p en l y   av ailab le  in   L UNA1 6   at  h ttp s ://l u n a1 6 . g r a n d - c h allen g e . o r g /Ho m e/        RE F E R E NC E S   [ 1 ]   K .   V .   H i n i sh a   a n d   A .   Li j i y a ,   L u n g   n o d u l e   i d e n t i f i c a t i o n ,   i n   2 0 1 9   2 n I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n t e l l i g e n t   C o m p u t i n g ,   I n st r u m e n t a t i o n   a n d   C o n t r o l   T e c h n o l o g i e s   ( I C I C I C T ) ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   p p .   4 5 1 4 5 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I C I C T4 6 0 0 8 . 2 0 1 9 . 8 9 9 3 2 1 8 .   [ 2 ]   D .   E.   M i d t h u n ,   E a r l y   d e t e c t i o n   o f   l u n g   c a n c e r ,   F 1 0 0 0 Re s e a rc h ,   v o l .   5 ,   p .   7 3 9 ,   A p r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 2 6 8 8 / f 1 0 0 0 r e sea r c h . 7 3 1 3 . 1 .   [ 3 ]   A .   P a n u n z i o   a n d   P .   S a r t o r i ,   Lu n g   c a n c e r   a n d   r a d i o l o g i c a l   i m a g i n g ,   C u rr e n t   R a d i o p h a rm a c e u t i c a l s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 8 2 4 2 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 2 1 7 4 / 1 8 7 4 4 7 1 0 1 3 6 6 6 2 0 0 5 2 3 1 6 1 8 4 9 .   [ 4 ]   A .   R .   La r i c i   e t   a l . ,   L u n g   n o d u l e s:   si z e   s t i l l   m a t t e r s,   E u r o p e a n   Re sp i ra t o ry  R e v i e w ,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 4 6 ,   p .   1 7 0 0 2 5 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 3 / 1 6 0 0 0 6 1 7 . 0 0 2 5 - 2 0 1 7 .   [ 5 ]   Lo n g   N o d u l e ,   U T   S o u t h w e st e rn   Me d i c a l   C e n t e r .   h t t p s : / / u t sw me d . o r g / c o n d i t i o n s - t r e a t me n t s / l u n g - n o d u l e ( a c c e sse d   D e c .   1 2 ,   2 0 2 4 ) .   [ 6 ]   Lu n g   c a n c e r ,   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i za t i o n .   h t t p s : / / w w w . w h o . i n t / n e w s - r o o m/ f a c t - s h e e t s / d e t a i l / l u n g - c a n c e r     ( a c c e sse d   D e c .   1 2 ,   2 0 2 4 ) .   [ 7 ]   D .   M .   H a n se l l ,   A .   A .   B a n k i e r ,   H .   M a c M a h o n ,   T .   C .   M c L o u d ,   N .   L.   M ü l l e r ,   a n d   J .   R e m y ,   F l e i sc h n e r   s o c i e t y :   g l o ssar y   o f   t e r ms   f o r   t h o r a c i c   i ma g i n g ,   R a d i o l o g y ,   v o l .   2 4 6 ,   n o .   3 ,   p p .   6 9 7 7 2 2 ,   M a r .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 8 / r a d i o l . 2 4 6 2 0 7 0 7 1 2 .   [ 8 ]   M .   Le d e r l i n ,   M . - P .   R e v e l ,   A .   K h a l i l ,   G .   F e r r e t t i ,   B .   M i l l e r o n ,   a n d   F .   La u r e n t ,   M a n a g e me n t   s t r a t e g y   o f   p u l m o n a r y   n o d u l e   i n   2 0 1 3 ,   D i a g n o st i c   a n d   I n t e r v e n t i o n a l   I m a g i n g ,   v o l .   9 4 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 0 8 1 1 0 9 4 ,   N o v .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d i i i . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 0 7 .   [ 9 ]   Q .   L i ,   S .   S o n e ,   a n d   K .   D o i ,   S e l e c t i v e   e n h a n c e me n t   f i l t e r f o r   n o d u l e s,   v e ssel s,   a n d   a i r w a y   w a l l s   i n   t w o   a n d   t h r e e d i m e n s i o n a l   C s c a n s,”   M e d i c a l   P h y s i c s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   8 ,   p p .   2 0 4 0 2 0 5 1 ,   A u g .   2 0 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 8 / 1 . 1 5 8 1 4 1 1 .   [ 1 0 ]   C .   C .   S a m u e l ,   V .   S a r a v a n a n ,   a n d   M .   R .   V .   D e v i ,   Lu n g   n o d u l e   d i a g n o si s   f r o C i ma g e u s i n g   f u z z y   l o g i c ,   i n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   Mu l t i m e d i a   A p p l i c a t i o n s   ( I C C I MA   2 0 0 7 ) ,   D e c .   2 0 0 7 ,   p p .   1 5 9 1 6 3   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C I M A . 2 0 0 7 . 2 3 6 .   [ 1 1 ]   R .   G o l a n ,   C .   J a c o b ,   a n d   J.  D e n z i n g e r ,   Lu n g   n o d u l e   d e t e c t i o n   i n   C i ma g e u si n g   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   2 0 1 6   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e r e n c e   o n   N e u ra l   N e t w o rks   ( I J C N N ) ,   Ju l .   2 0 1 6 ,   p p .   2 4 3 2 5 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I JC N N . 2 0 1 6 . 7 7 2 7 2 0 5 .   [ 1 2 ]   Q .   W a n g ,   F .   S h e n ,   L.   S h e n ,   J.  H u a n g ,   a n d   W .   S h e n g ,   Lu n g   n o d u l e   d e t e c t i o n   i n   C T   i m a g e s u s i n g   a   r a w   p a t c h - b a sed   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   J o u r n a l   o f   D i g i t a l   I m a g i n g ,   v o l .   3 2 ,   n o .   6 ,   p p .   9 7 1 9 7 9 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 2 7 8 - 0 1 9 - 0 0 2 2 1 - 3.   [ 1 3 ]   K .   D .   L a i ,   T .   T.   N g u y e n ,   a n d   T .   H .   L e ,   D e t e c t i o n   o f   l u n g   n o d u l e s   o n   C T   i mag e b a se d   o n   t h e   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   w i t h   a t t e n t i o n   mec h a n i sm,   An n a l s   o f   Em e r g i n g   T e c h n o l o g i e s   i n   C o m p u t i n g ,   v o l .   5 ,   n o .   2 ,   p p .   7 8 8 9 ,   A p r .   2 0 2 1 ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.