Radiomics超入門：モルフォロジカル特徴#Compactness

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いくつかのモルフォロジカル特徴（Compactness, Spherical disproportion（球形不釣り合い）、球形度（Sphericity）、非球面度（Asphericity）は、球体を基準にした場合、ROIボリュームとの偏差を定量化するための指標になります。

ただし、これらの特徴は相関性が高いため、推論モデルの学習データにするときには、冗長性を避けるために、特徴選択が必要です。

Compactness [Aerts2014]は体積がどれだけコンパクトか、あるいは球に近いかの尺度です。ここでは 2 種類のCompactnessを紹介します。

Compactness 1

次のように定義されます。

$$
F_{morph.comp.1} = \frac {V} {{\pi^{1/2}} {A^{3/2}}}
$$

Compactness1は、$${A^{3/2}}$$の代わりに $${A^{2/3}}$$ を用いて定義されることもあります。ただし、これは無次元量（単位がない量）にはなりません。

Compactness 2

Compactness1と概念的な意味は同じで、どれだけ球に近いかを示す指標です。計算式がCompactness1と異なりますが、相互に変換可能です。

$$
F_{morph.comp.2} = 36\pi \frac {V^2} {A^3}
$$

Compactness1は、Compacteness 2を用いて計算することができます。

$$
F_{morph.comp.1} = \frac 1 6 \pi (F_{morph.comp.2})^{\frac 1 2}
$$

実践

RadiomicsJを用いて、IBSIデジタルファントムで、Compactness1 を算出してみます。

ImagePlus[] imgAndMask = TestDataLoader.digital_phantom1();
MorphologicalFeatures molph = new MorphologicalFeatures(imgAndMask[0], imgAndMask[1], 1);
		
Double c1 = molph.calculate(MorphologicalFeatureType.Compactness1.id());
Double c2 = molph.calculate(MorphologicalFeatureType.Compactness2.id());
System.out.println("Compactness 1 :" + c1);
System.out.println("Compactness 2 :" + c2);

//出力
3D [dev] 1.6.0-scijava-2-pre11-daily-experimental daily//正常なログ

Compactness 1 :0.04105763891078352//四捨五入で0.0411
Compactness 2 :0.5989494741755075//四捨五入で0.599

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RadiomicsJの引用はこちら

Kobayashi, T. RadiomicsJ: a library to compute radiomic features. Radiol Phys Technol 15, 255–263 (2022). https://doi.org/10.1007/s12194-022-00664-4

RadiomicsJのリンク

https://github.com/tatsunidas/RadiomicsJ

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