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흉부 X-선 영상에서 심장비대증 분류를 위한 합성곱 신경망 모델 제안
Proposal of a Convolutional Neural Network Model for the Classification of Cardiomegaly in Chest X-ray Images 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.5, 2021년, pp.613 - 620  

김민정 (경북대학교대학원 의용생체공학과) ,  김정훈 (경북대학교병원 생명 의학 연구원)

초록
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본 논문에서는 흉부 X선 영상에서 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류할 수 있는 합성곱 신경망 모델을 제안하고자 한다. 학습 및 테스트 데이터로는 경북대학교병원에 내원하여 정상과 심장비대를 진단받은 환자들의 흉부 X-선 이미지를 획득하여 사용하였다. 제안된 합성곱 신경망 모델을 이용하였을 때의 정상 심장 및 비정상 심장(심장비대) 분류 정확도는 99.88%였다. 정상 심장 영상을 테스트 데이터로 사용하였을 때의 정확도, 정밀도, 재현율 및 F1 Score는 95%, 100%, 90%, 96%였다. 비정상 심장(심장비대) 영상을 테스트 데이터로 사용하였을 때의 정확도, 정밀도, 재현율 및 F1 Score는 95%, 92%, 100% 및 96%였다. 이러한 학습 및 테스트 분류 결과로 제안된 합성곱 신경망 모델은 흉부 X-선 영상의 특징 추출 및 분류에서 매우 우수한 성능을 보여주고 있다고 판단된다. 본 논문에서 제안하는 합성곱 신경망 모델은 흉부 X-선 영상의 질환 분류에 있어 유용한 결과를 보여줄 것으로 판단되며, 다른 의료 영상에서도 동일한 결과를 나타내는지 알아보기 위하여 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to propose a convolutional neural network model that can classify normal and abnormal(cardiomegaly) in chest X-ray images. The training data and test data used in this paper were used by acquiring chest X-ray images of patients diagnosed with normal and abnormal(cardiome...

주제어

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 제안하는 알고리즘은 16개의 레이어를 가지는 합성곱 신경망으로 정상 심장과 심장비대가 의심되는 비정상 심장으로 분류한다. 또한, 제안된 합성곱 신경망 모델을 이용하여 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류하고, 분류된 영상이 실제로 정답과 얼마나 가까운지 검증하고자 하였다.
  • 본 논문에서는 데이터의 증대 여부와 증대된 배수에 따라 정확도에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 데이터 증대를 진행하지 않은 데이터를 이용하여 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류하였을 때의 학습 및 테스트 정확도는 92.
  • 본 논문에서는 의료 영상 분야에서 최근 많이 활용되고 있는 합성곱 신경망(Convolution Neural Network)을 기반으로 딥러닝 모델을 제안하여 흉부 X-선 영상 진단에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류하는 모델을 본 연구에서 제시하였다.
  • 본 논문에서는 흉부 X-선 영상에서 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류할 수 있는 합성곱 신경망 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 알고리즘은 16개의 레이어를 가지는 합성곱 신경망으로 정상 심장과 심장비대가 의심되는 비정상 심장으로 분류한다.
  • 본 논문에서는 흉부 X-선 영상의 정상 심장과 비정상 심장(심장비대)을 분류할 수 있는 합성곱 신경망 모델을 제안하였다. 제안한 모델은 우수한 성능을 보여주었으며 흉부 X-선 영상의 질환 분류에 있어 유용한 결과를 보여줄 것으로 판단된다.
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참고문헌 (22)

  1. C. S. Danzer, "The cardiothoracic ratio: an index of cardiac enlargement", The American Journal of the Medical Sciences, Vol. 157, No. 4, pp. 1827-1924, 1919. 

  2. S. H. Paek, J. M. Lee, S. J. Han, Y. W. Bahk, "Evaluation of cardiac measurements in healthy Korean adults", Journal of the Korean radiological society, Vol. 14, No. 1, pp. 57-62, 1978. 

  3. Y. S. Kim, H. J. Park, S. H. Park, H. J. Chun,, B. G. Choi, "A CT criteria of cardiomegaly", Journal of the Korean Radiological Society, Vol. 57, No. 3, pp. 235-238, 2007. 

  4. S. H. Yang, J. S. Lee, C. S. Kim, "The Accuracy of Echocardiography and ECG in the Left Ventricular Hypertrophy", The Journal of the Korea Contents Association, Vol. 16, No. 2, pp. 666-672, 2016. http://dx.doi.org/10.5392/JKCA.2016.16.02.666 

  5. E. D. Frohlich, "Left ventricular hypertrophy as a risk factor", Cardiology clinics, Vol. 4, No. 1, pp. 137-144, 1986. 

  6. H. Amin, W. J. Siddiqui, "Cardiomegaly", StatPearls [internet], 2020. 

  7. S. S. Alghamdi, I. Abdelaziz, M. Albadri, S. Alyanbaawi, R. Aljondi, A. Tajaldeen, "Study of cardiomegaly using chest x-ray", Journal of Radiation Research and Applied Sciences, Vol. 13, No. 1, pp. 460-467, 2020. http://dx.doi.org/10.1080/16878507.2020.1756187 

  8. Y. LeCun, Y. Bengio, G. Hinton, "Deep learning, Nature", Vol. 521, No. 7553, 436-444, 2015. 

  9. A. Krizhevsky, I. Sutskever, G. E. Hinton, "Imagenet classification with deep convolutional neural networks", Advances in neural information processing systems, 25, 1097-1105, 2012. 

  10. K. Simonyan, A. Zisserman, "Very deep convolutional networks for large-scale image recognition", arXiv preprint arXiv:1409.1556, 2014. 

  11. K. He, X. Zhang, S. Ren, J. Sun, "Deep residual learning for image recognition", In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition, pp. 770-778, 2016. 

  12. M. H. Yap, M. Goyal, F. Osman, E. Ahmad, R. Marti, E. Denton, A. Juette, R. Zwiggelaar, "End-to-end breast ultrasound lesions recognition with a deep learning approach", In Medical Imaging 2018: Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging, International Society for Optics and Photonics, Vol. 10578, pp. 1057819, 2018. https://doi.org/10.1117/12.2293498 

  13. S. Han, H. K. Kang, J. Y. Jeong, M. H. Park, W. Kim, W. C. Bang, Y. K. Seong, "A deep learning framework for supporting the classification of breast lesions in ultrasound images", Physics in Medicine & Biology, Vol. 62, No. 19, pp. 7714, 2017. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6560/aa82ec 

  14. B. Sahiner, A. Pezeshk, L. M. Hadjiiski, X. Wang, K. Drukker, K. H. Cha, R. M. Summers, M. L Giger, "Deep learning in medical imaging and radiation therapy", Medical physics, Vol. 46, No. 1, pp. e1-e36, 2019. http://dx.doi.org/10.1002/mp.13264 

  15. S. Lim, M. Lee, "A Computer Aided Diagnosis Algorithm for Classification of Malignant Melanoma Based on Deep Learning", Journal of the Korea Society of Digital Industry and Information Management, Vol. 14, No. 4, pp. 69-77, 2018. 

  16. L. Yao, E. Poblenz, D. Dagunts, B. Covington, D. Bernard, K. Lyman, "Learning to diagnose from scratch by exploiting dependencies among labels", arXiv preprint arXiv:1710.10501, 2017. 

  17. X. Wang, Y. Peng, L. Lu, Z. Lu, M. Bagheri, R. M. Summers, "Chestx-ray8: Hospital-scale chest x-ray database and benchmarks on weakly-supervised classification and localization of common thorax diseases", In Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition, pp. 2097-2106, 2017. 

  18. M. T. Islam, M. A. Aowal, A. T. Minhaz, K. Ashraf, "Abnormality detection and localization in chest x-rays using deep convolutional neural networks", arXiv preprint arXiv:1705.09850, 2017. 

  19. Q. Que, Z. Tang, R. Wang, Z. Zeng, J. Wang, M. Chua, T. S. Gee, X. Yang, B. Veeravalli, "CardioXNet: automated detection for cardiomegaly based on deep learning", In 2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), pp. 612-615, 2018. 

  20. O. Ronneberger, P. Fischer, T. Brox, "U-net: Convolutional networks for biomedical image segmentation", In International Conference on Medical image computing and computer-assisted intervention, pp. 234-241, 2015, Springer, Cham. 

  21. D. P. Kingma, J. Ba, "Adam: A method for stochastic optimization", arXiv preprint arXiv:1412.6980, 2014. 

  22. N. Japkowicz, M. Shah, "Evaluating learning algorithms: a classification perspective", Cambridge University Press, 2011. 

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