Chương 1: Tổng quan đề tài. Giới thiệu tong quan về bài toán nghiên cứu, đặt vân đê và mục tiêu đặt ra của khóa luận. Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan. Tìm hiểu, nghiên cứu các khái niệm cơ bản về bệnh ngoài da, kiến thức y học về phân lớp bệnh ngoài da và ung thư da, tổng hợp các nghiên cứu liên quan đến đề tài.
Chương 3: Một số phương pháp phân lớp hình ảnh dựa trên phương pháp học sâu. Trình bày một cách chỉ tiết các phương pháp học sâu tiên tiến để áp dụng phân lớp bệnh ngoài da, ung thư da. Chương 4: Thực nghiệm và đánh giá. Mô tả quy trình thực nghiệm các phương pháp trên bộ dữ liệu sử dụng và đánh giá kết quả đạt được từ các phương pháp đã thực nghiệm.
Chương 5: Thử nghiệm cải tiến và đánh giá kết quả. Trinh bày các thử nghiệm các cải tiền nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu suất của mô hình phân lớp các bệnh ngoài da và ung thư đa và đánh giá kết quả thu được. Chương 6: Xây dựng ứng dụng chân đoán các bệnh ngoài da. Trình bày quá trình xây dựng ứng dụng chân đoán bệnh ngoài da và ung thư đa nhúng mô hình máy học đã được đào tạo.
11 Chương 7: Kết luận và hướng phát triển. Tổng kết những kết quả đạt được từ quá trình thực hiện tìm hiểu, nghiên cứu và đề xuất hướng phát triển cho giai đoạn tiếp theo của đề tài phân lớp bệnh ngoài da và ung thư da. CƠ SỞ LÝ THUYET VÀ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2. Các khái niệm về bệnh ngoài da, ung thư da và các loại bệnh ngoài da, ung thư da phố biến 2.
Bệnh ngoài da và ung thư da 2. Bệnh ngoài da Da là bộ phận lớn bao phủ toàn bộ cơ thể, là một trong 5 giác quan chính của cơ thể. Da có nhiều chức năng quan trọng như: ngăn ngừa mat nước; tránh xa các vi khuẩn, vi rút; cân bằng nhiệt độ cơ thể; tổng hợp vitamin D;. Bệnh ngoài da là tình trạng gây nên những ảnh hưởng đến da, bao gồm tất cả các tình trạng làm tắc nghẽn, kích ứng và viêm da.
Trong đó, một số tổn thương da có thé là do di truyền, trong khi các yếu tố lối sống có thê gây ra những tinh trạng khác [11]. Các triệu chứng, dau hiệu của bệnh lý ngoài da có thé ké đến như [12]: - Dau, đặc biệt là đau nhức và bong rat các tại vùng da đang chịu tôn thương. - Ngứa, có thé là ngứa từng cơn hoặc ngứa dai dang không dứt, ngứa cục bộ trên một vùng nhỏ hoặc ngứa diện rộng toàn thân. - Thay đổi cau trúc da, hinh thành các khuyết tật các chức năng cụ thé.1: Hình ảnh mô phỏng một số bệnh lý v da! Các dau hiệu về bệnh ngoài da có thé được xác định từ các vùng da tổn thương hoặc phát ban lan rộng.
Sự phân bé trên da, kết cấu bề mặt, màu sắc, hình thái va những thay đôi thứ cấp có thé hữu ích trong việc chan đoán bệnh [12]. Ung thư da 13 Ung thư da là một căn bệnh da liễu nguy hiểm, được xác định là sự phát triển một cách bat thường của các tế bào mô trên da. Các tế bào sẽ già đi và được thay thé bởi các tế bào mới. Vì một số lý do, có thé khiến quá trình thay đổi tế bào không hoạt động như bình thường, chăng hạn như sau khi tiếp xúc với tia cực tím (UV) từ mặt trời các tế bào sẽ phát triển nhanh hơn.
Những tế bào này có thé là các tế bào lành tính, không lây lan hoặc gây hại, tuy nhiên cũng có thể là ung thư ác tính [13]. Ung thư da bao gồm các dạng chính như sau: - Ung thư biểu mô tế bào đáy: là dang ung thư hình thành trong các tế bào đáy ở phần dưới của lớp biêu bì. Ung thư biểu mô tế bào đáy thường xảy ra ở những vùng tiếp xúc với ánh năng mặt trời trên cơ thé, chăng hạn như cổ hoặc mặt [13], [15].2: Hình ảnh minh hoa về ung thư biểu mô tế bào đáy ! - Ung thư biểu mô tế bao vay: dang ung thư thường hình thành trong các tế bào vảy ở lớp bên ngoài của da. Ung thư biểu dạng này xuất hiện ở những vùng tiếp xúc với trực tiếp với ánh nang mặt trời, có thé kế đến như vùng mặt, lỗ tai và bàn tay [15].
14 (© MAYO FOUNDATION FOR MEDICAL EDUCATION AND RESEARCH. ALL RIGHTS RESERVED Hình 2.3: Hình anh minh họa về ung thư biểu mô tế bào vảy ! - _ Khối u ác tính: dang ung thư hình thành trong các tế bào hắc tố. Tế bào hắc tố sản xuất melanin, một sắc tố màu nâu mang lại màu sắc cho làn da và bảo vệ chống lại một số tia UV có hại của mặt trời. Đây là dạng tôn thương da liễu nghiêm trọng nhất vì nó có thé di căn các khu vực khác trên cơ thể [13], [15].
! Nguồn: “Skin cancer - Symptoms and causes,” Mayo Clinic. Available: https://www.org/diseases-conditions/skin-cancer/symptoms-causes/syc- 20377605#dialogld27393111 ? Nguon: “Skin cancer - Symptoms and causes,” Mayo Clinic. Available: https://www.org/diseases-conditions/skin-cancer/symptoms-causes/syc- 20377605#dialogId64595346 15 Ung thư da có thể di căn đến các mô lân cận hoặc các khu vực khác trong cơ thé nêu không phát hiện sớm và có phác đồ điều trị, theo nghiên cứu tổng hợp, nếu ung thư da được phát hiện và điều trị ở giai đoạn đầu thì hầu hết đều được chữa khỏi. Vậy nên, việc phân lớp, chân đoán ung thư da từ sớm là một bài toán quan trọng và có tính thiết thực [15].
Cấu trúc của da và một số bệnh ngoài da bao gồm ung thư da phổ biến Da của người trưởng thành chiếm diện tích từ 1. Nó có độ dày thay đổi từ 0.3 đến vai cm. Tổng trọng lượng của da có thé đạt tới 20 kg, chiếm khoảng 16% trên trọng lượng cơ thé [15]. Cau trúc da được chia thành 3 phần chính là: Biểu bi (Epidermis), Trung bì (Dermis) và Hạ bì (Hypodermis) [5].5: Cấu trúc của da bao gom 3 phan chính là: Biểu bì, trung bì và hạ bi? - Biểu bì (Epidermis): Đây là lớp ngoài cùng của da.
Biểu bì bao gồm bốn đến năm lớp tế bào (tùy thuộc vào vị trí trên cơ thé), trong đó lớp ngoài cùng là lớp sừng (stratum corneum), được tạo thành từ các tế bào chết đã được sừng hóa. - Trung bì (Dermis): Nam dưới biểu bi, trung bi chứa các cấu trúc như mạch máu, nang lông, tuyến mồ hôi, và các dây thần kinh. Trung bì có hai lớp chính là lớp nhú (papillary dermis) và lớp lưới (reticular dermis). Lớp nhú chứa các mao mạch 16 nhỏ và các cau trúc thần kinh, trong khi lớp lưới chứa các sợi collagen va elastin, giúp da có độ đàn hồi và sức bền.
- Ha bì (Hypodermis): Còn gọi là lớp dưới da, hạ bì chủ yêu gồm mô mỡ và mô liên kết, giúp cách nhiệt và bảo vệ cơ thể, cũng như gắn kết da với các cơ và xương bên dưới. Đa số bệnh ngoài da đều được nhận biết va phát hiện qua các thay đôi bat thường trên lớp biểu bì của đa. Trong khóa luận này, nhóm đề cập đến một số bệnh ngoài da và ung thư da phổ biến đại diện cho một số vấn đề đặc trưng trên da là: Actinic Keratoses (Chứng dày sừng quang hóa), Basal Cell Carcinoma (Ung thư biểu mô tế bào đáy), Benign Keratosis (Chứng dày sừng tiết bã), Dermatofibroma (U xơ da), Melanoma (Khối u ác tính), Melanocytic Nevi (Not ruồi), Vascular Skin Lesions (Tổn thương mạch máu) [6], [14]. AKIEC (Actinic Keratoses) AKIEC (Actinic Keratoses) - Chứng dày sừng quang hóa (hay được gọi là chứng dày sừng ánh sáng): là tình trạng một mang da bị san sùi, xuất hiện vảy sau nhiều năm làn da tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
Bệnh lý này thường xuất hiện ở các vùng da như: mặt, môi, tai, căng tay, da đầu, cô hoặc mu bàn tay [16]. Chứng dày sừng quang hóa phát triển chậm và thường gặp ở những người trên 40 tuổi. Các mang dày sừng quang hóa có thé được loại bỏ hoàn toàn. Tuy nhiên, nếu không được điều trị, một số mang này có thể tiến triển thành ung thư biểu mô tế bào vay, với ty lệ từ 5% đến 10%.
Đây là loại ung thư thường không gây nguy hiểm đến tính mạng nếu được phát hiện và điều trị kịp thời [16], [17]. BCC (Basal Cell Carcinoma) Ung thư biéu mô tế bào day (BCC) là một loại ung thư da phổ biến, bắt nguồn từ các tế bào đáy trong da, những tế bào chịu trách nhiệm tạo ra các tế bao da mới khi các tế bào cũ chết đi. Thường thì BCC xuất hiện dưới dạng vết sưng trong suốt nhẹ trên da, nhưng nó cũng có thê biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau. Tác nhân chính gây nên tình trạng ung thư biéu mô tế bào đáy được cho là thời gian dai tiếp xúc lâu với ánh nang mặt trời, nguồn chứa nhiều tia cực tím (UV) [18], [19].
Sự phát triển của BCC bắt đầu khi các tế bào đáy trong da bị đột biến DNA. Các tế bào này nam ở lớp dưới cùng của biểu bì có nhiệm vụ tạo ra các tế bào da mới thay thế tế bao da cũ. Đột biến trong DNA làm cho các tế bào đáy nhân lên nhanh chóng và tiếp tục sống sót thay vì chết đi như bình thường, dẫn đến sự tích tụ của các tế bao bat thường và hình thành khối u ung thư [18], [19]. 3 Nguồn: “Actinic keratosis - Symptoms & causes - Mayo Clinic.
Available: https://www.org/diseases-conditions/actinic-keratosis/symptoms-causes/syc-20354969 18 Squamous cells Basal cells — Normal epidermis Melanocytes Basal cell Melanoma carcinoma Squamous cell carcinoma Hình 2.7: Hình minh họa về cách phát triển của ung thư biểu mô tế bào day * Như minh hoa trong Hinh 2.7, ung thư da bắt nguồn từ các tế bào hình thành nên lớp ngoài (biểu bì). Các tết bào mới được sinh ra và đây lên trên, chúng dan biến thành các tế bào có vay det, vì vậy, biến chứng của ung thư biểu mô tế bào đáy có thé là dang ung thư da gọi là ung thư biểu mô tế bao vay [18]. BKL (Benign Keratosis) BKL (Benign Keratosis) - Day sừng tiết bã: bệnh lý này là một dạng tăng trưởng da bất thường. Keratoses tiết bã có đặc điểm màu sắc là nâu, đen hoặc rám năng nhẹ.
Các khối u (tốn thương) có kết cau bề mặt trông như sáp hoặc có thé có vay với bề mặt hơi nhô lên. Chúng xuất hiện dan dan, thường ở mặt, cô, ngực hoặc lưng [20]. Chứng day sừng tiết bã không lây nhiễm hoặc gây ung thư. Thời điểm cao điểm để phát triển bệnh dày sừng tiết bã là sau tuổi 50.