흉부 X-선 영상에서 심장비대증 분류를 위한 합성곱 신경망 모델 제안

• 영문명: Proposal of a Convolutional Neural Network Model for the Classification of Cardiomegaly in Chest X-ray Images
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 김민정(Min-Jeong Kim) 김정훈(Jung-Hun Kim)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』 제15권 제5호, 611~620쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.10.31

국문 초록

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.

영문 초록

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(cardiomegaly). Using the proposed deep learning model, we classified normal and abnormal(cardiomegaly) images and verified the classification performance. When using the proposed model, the classification accuracy of normal and abnormal(cardiomegaly) was 99.88%. Validation of classification performance using normal images as test data showed 95%, 100%, 90%, and 96% in accuracy, precision, recall, and F1 score. Validation of classification performance using abnormal(cardiomegaly) images as test data showed 95%, 92%, 100%, and 96% in accuracy, precision, recall, and F1 score. Our classification results show that the proposed convolutional neural network model shows very good performance in feature extraction and classification of chest X-ray images. The convolutional neural network model proposed in this paper is expected to show useful results for disease classification of chest X-ray images, and further study of CNN models are needed focusing on the features of medical images.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

키워드

합성곱 신경망 딥러닝 흉부 X-선 분류 Convolutional Neural Network Deep learning Chest X-ray Classification