-
شماره ركورد
33103
-
پديد آورنده
روژين ستايشي
-
عنوان
تحليل و دسته بندي تصاوير پزشكي به كمك شبكه هاي عصبي پيچشي عميق
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
رياضيات كاربردي- تحقيق در عمليات
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1403/11/20
-
استاد راهنما
دكتر جواد وحيدي
-
استاد مشاور
دكتر احسان اله كوزه گر- دكتر تائو تان
-
دانشكده
رياضي و علوم كامپيوتر
-
چكيده
اين رساله به بررس كاربرد هوش مصنوعي ، بەويژه يادگيري عميق، در تشخيص بيماري هاي ريوي مانند سل و سرطان ريه در تصاوير برونكوسكوپي مي پردازد. بيماري هاي ريوي، از جمله سل و سرطان ريه، از علل اصلي مرگ ومير در جهان هستند و چالش هاي قابل توجه در زمينه تشخيص و درمان به همراه دارند. در اين رساله دو سيستم مختلف ارائه شده است. نخست، يك مدل چندوظيفەاي مبتني برDenseNet-121 با دو طبقه بند پيشنهاد شده است كه همزمان وظايف طبقه بندي تصاوير به طبيعي و غير طبيعي را با استفاده از ماژول فشردەسازي و تحريك و در صورت تشخيص غير طبيعي بودن، طبقه بندي نوع ناهنجاري (اعم از سل و سرطانك ه اغلب علائم همپوشان دارند) را انجام مي دهد. اين سيستم با ارزيابي روي يك مجموعەداده شامل 515تصوير، به دقت كلي 6. 90٪، با حساسيت 3. 91٪ براي سرطان، 5. 81٪ براي سل، و 2. 96٪ براي مواردطبيعي دست يافته است. در ادامه، يك سيستم آبشاري مبتني برDenseNet-121 پيشنهاد شده است كه شامل دو مدل مجزا است: مدل اول شامل طبقەبند طبيعي ⁃غيرطبيعي براي شناسايي يافتەهاي غيرعادي در تصاويربرونكوسكوپي و مدل دوم شامل طبقەبند سل⁃سرطان براي تفكيك موارد سل و سرطان. براي بهبود عملكرد و كاهش هزينەهاي محاسباتي، از تكنيك هاي تقطير مدل استفاده شده است تا دانش از مدل هاي پيچيده به نسخەهاي كوچكتر و بهينەتر منتقل شود. در سيستم آبشاري تقطير شده، تعداد لايەهاي متراكم در طبقەبندطبيعي ⁃ غيرطبيعي از 58 به 34 و در طبقەبند سل⁃سرطان از 58 به 32 كاهش يافته است. با وجود اين كاهش، سيستم توانسته است دقت تشخيص خود را بهبود بخشد. اين سيستم آبشاري با ارزيابي روي مجموعه داده مشابه، به دقت كلي 5. 91٪، با حساسيت 2. 92٪ براي سرطان، 3. 80٪ براي سل، و 8. 98٪ براي مواردطبيعي دست يافته است. اين رساله تأثيرگذاري سيستم هاي كمك تشخيصي مبتني بر هوش مصنوعي را در رفع محدوديت هاي روش هاي تشخيص كنوني، بهينەسازي تحليل تصاوير پزشكي، بهبود دقت تشخيصي، افزايش سرعت تشخيص، كاهش هزينەهاي محاسبات و ارائه پشتيبان مؤثرتر به پزشكان در تشخيص بيماري هاي ريوي در طول برونكوسكوپي نشان مي دهد. اين امور موجب بهبود كيفيت خدمات درماني ، كاهش خطاهاي انساني و كاهش روش هاي تهاجمي غيرضروري در طول برونكوسكوپي مي شود.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/12/18
-
عنوان به انگليسي
Analysis and classification of medical images by deep convolutional neural networks
-
تاريخ بهره برداري
2/8/2026 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
روژين ستايشي
-
چكيده به لاتين
This thesis examines the application of artificial intelligence, particularly deep learning, in the diagnosis of lung diseases such as tuberculosis and lung cancer in bronchoscopy images. Lung diseases, including tuberculosis and lung cancer, are among the leading causes of death worldwide and present significant challenges in diagnosis and treatment.
Two distinct system are presented in this thesis. The first is a multi-task model based on DenseNet-121 with two classifiers. It simultaneously performs image classification as normal or abnormal using a squeeze and excitation module and, in the case of an abnormal detection, classifies the type of anomaly (such as tuberculosis or cancer, which often share overlapping symptoms). This system, evaluated on a dataset of 515 images, achieved an overall accuracy of 90.6%, with sensitivity rates of 91.3% for cancer, 81.5% for tuberculosis, and 96.2% for normal cases.
The second system proposes a cascading system based on DenseNet-121, consisting of two separate models: the first is a normal-abnormal classifier to detect abnormal findings in bronchoscopy images, and the second is a tuberculosis-cancer classifier to differentiate between tuberculosis and cancer cases. To improve performance and reduce computational costs, model distillation techniques were used to transfer knowledge from complex models to smaller, optimized versions. In the distilled cascading system, the number of dense layers in the normal-abnormal classifier was reduced from 58 to 34, and in the tuberculosis-cancer classifier from 58 to 32. Despite this reduction, the system was able to improve its diagnostic accuracy. This cascading system, evaluated on a similar dataset, achieved an overall accuracy of 91.5%, with sensitivity rates of 92.2% for cancer, 80.3% for tuberculosis, and 98.8% for normal cases.
This thesis demonstrates the effectiveness of AI-based diagnostic systems in addressing the limitations of current diagnostic methods, optimizing medical image analysis, improving diagnostic accuracy, increasing detection speed, reducing computational costs, and providing more effective support to physicians in diagnosing lung diseases during bronchoscopy. These result in improved healthcare services, reduced human errors, and fewer unnecessary invasive procedures during bronchoscopy.
-
كليدواژه هاي فارسي
سيستم كمك تشخيصي رايانەاي , ، سيستم چندوظيفەاي , ، سيستم آبشاري , ، تقطير مدل , شبكه DenseNet , ماژول فشردەسازي و تحريك , برونكوسكوپي , سرطان ريه , سل
-
كليدواژه هاي لاتين
CADx , Multi-task system , Cascaded system , Model distillation , DenseNet models , Squeeze and excitation module (SE) , Bronchoscopy , Lung cancer , Tuberculosis
-
Author
Rojin Setayeshi
-
SuperVisor
Javad Vahidi
-
لينک به اين مدرک :