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코로나바이러스 감염증19 데이터베이스에 기반을 둔 인공신경망 모델의 특성 평가
Evaluation of Deep-Learning Feature Based COVID-19 Classifier in Various Neural Network 원문보기

방사선기술과학 = Journal of radiological science and technology, v.43 no.5, 2020년, pp.397 - 404  

홍준용 (동서대학교 융합방사선학과) ,  정영진 (동서대학교 융합방사선학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Coronavirus disease(COVID-19) is highly infectious disease that directly affects the lungs. To observe the clinical findings from these lungs, the Chest Radiography(CXR) can be used in a fast manner. However, the diagnostic performance via CXR needs to be improved, since the identifying these findin...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 픽셀 기반의 폐부 분할 전-처리를 수행하여 폐부만의 해부학적 정보를 훈련·검증하였고, 전-처리 여부에 따른 분류기 성능을 비교하여 전-처리의 효용성을 평가하고자 하였다. 또한, 다양한 인공신경망 구조에 따른 COVID-19 분류기의 성능을 비교하여 최적의 신경망을 제안하고 논의하고자 하였다.
  • CXR에는 COVID-19 폐렴을 판독하기 위한 폐부 이외의 기타 해부학적 구조물과 심지어는 진단적 가치가 없는 배경 영역의 letter도 포함되므로, 이러한 정보가 모델 학습의 고려 대상이 되는 것을 방지해야 한다. 이에 본 연구에서는 픽셀 기반의 폐부 분할 전-처리를 수행하여 폐부만의 해부학적 정보를 훈련·검증하였고, 전-처리 여부에 따른 분류기 성능을 비교하여 전-처리의 효용성을 평가하고자 하였다. 또한, 다양한 인공신경망 구조에 따른 COVID-19 분류기의 성능을 비교하여 최적의 신경망을 제안하고 논의하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RT-PCR에서 시료를 환자의 인·후두(비강 전방)에서 채취하는 이유는 무엇인가? 이는 비강 전방에서 호흡기 시료를 채취하여 유전자 증폭 검사를 하는 것으로, 신종코로나바이러스만이 가지고 있는 유전자 부위를 증폭시켜 확인하는 기법이다. 시료는 환자의 인·후두(비강 전방)에서 채취하는데, 이는 코로나바이러스가 호흡기 바이러스이기 때문에 상부 호흡기인 비강에서 많이 존재하기 때문이다. 하지만, 바이러스 감염자에게서 채취한 시료라 할지라도 시료 내에 바이러스가 집적되어 있지 않다면 음성으로 검사되며, 환자의 감염 후 시기에 따라 바이러스가 감소하는 과정에서 양성이나 음성 여부가 명확하지 않은 시점이 존재할 수 있으며, 시료 내에 적절한 양의 바이러스가 집적되어 있다 하더라도 RT-PCR 과정상에서의 오류로 인하여 잘못된 검사 결과를 낼 수 있다.
코로나바이러스감염증19는 무엇인가? 코로나바이러스감염증19(coronavirus disease 2019; COVID-19)는 2019년 12월 중국 후베이성 우한시에서 발생한 집단 폐렴 환자들로부터 발견된 신종 코로나 바이러스인 중증급성호흡기질환코로나바이러스2(severe acute respiratory syndrome coronavirus2; SARS-CoV2)에 의해 발생하는 질환으로 비말감염을 통한 높은 전파력을 특징으로 한다[1, 2]. 곧이어 발생 한 달 후 2020년 1월에는 중국 전역을 넘어 대한민국을 포함한 일본, 태국 등 아시아 국가는 물론 미국, 영국 등 범세계적인 감염 사례가 보고되었다.
RT-PCR은 어떻게 COVID-19를 확인하는 기법인가? RT-PCR은 전 세계에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 COVID-19 진단검사이다. 이는 비강 전방에서 호흡기 시료를 채취하여 유전자 증폭 검사를 하는 것으로, 신종코로나바이러스만이 가지고 있는 유전자 부위를 증폭시켜 확인하는 기법이다. 시료는 환자의 인·후두(비강 전방)에서 채취하는데, 이는 코로나바이러스가 호흡기 바이러스이기 때문에 상부 호흡기인 비강에서 많이 존재하기 때문이다.
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참고문헌 (18)

  1. Shin HH, Lee JH, Kim KH, Kim BJ, Jin SC, Park HM. Application of mobile hospital computed tomography in a state-designated medical institution under the coronavirus disease 2019 (COVID-19) situation by example. Journal of Radiological Science and Technology. 2020;43(2):71-7. 

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  5. Wong HYF, Lam HYS, Fong AHT, Leung ST, Chin TWY, Lo CSY, et al. Frequency and distribution of chest radiographic findings in COVID-19 positive patients. Radiology. 2020;201160. 

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  7. Zhang J, Xie Y, Li Y, Shen C, Xia Y. Covid-19 screening on chest X-ray images using deep learning based anomaly detection. arXiv preprint arXiv: 2003.12338. 

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  17. He K, Zhang X, Ren S, Sun J. Deep residual learning for image recognition. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition; 2016. 

  18. Huang G, Liu Z, Van Der Maaten L, Weinberger KQ. Densely connected convolutional networks. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition; 2017. 

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