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研究生:翁佩瑜
研究生(外文):WENG,PEI-YU
論文名稱:深度學習應用於肺部醫學影像
論文名稱(外文):Deep Learning Applied to The Medical Images of Lungs
指導教授:田慧君
指導教授(外文):TIEN,HUI-CHEN
口試委員:田慧君陳裕益于昌永
口試委員(外文):TIEN,HUI-CHENCHEN,YUH-YHIYU,CHANG-YUNG
口試日期:2018-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:靜宜大學
系所名稱:財務與計算數學系
學門:數學及統計學門
學類:其他數學及統計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:46
中文關鍵詞:人工智慧電腦斷層DICOM機器學習卷積神經網路CNN
外文關鍵詞:Artificial intelligenceComputed TomographyDICOMMachine learningConvolutional Neural NetworkCNN
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近年來,人工智慧被廣泛應用於各領域,協助解決許多問題,皆得到不錯的結果。機器學習是人工智慧領域中相當重要的部分,已經成功的被運用在許多方面,例如人臉辨識、語音識別等。
機器學習的原理是透過大量的資料學習,建立能正確反應或判斷的資訊模型。其中,醫學影像的診斷也是機器學習的重要應用領域。如果有好的醫學影像人工智慧診斷系統,將可有效減少誤判,進而提供病人更正確及時的治療。以電腦斷層(Computed Tomography 簡稱CT)醫學影像資料為例,病人進行一次CT,即產生數十到數百張醫學影像圖片,除了靠專業醫療人員的判斷外,若是有好的模型協助判斷醫學影像內容,將可加快處理速度並作為醫師判斷有無癌症的參考資訊。
本文使用醫學影像開放資料(open source data)作為機器學習建模型資料來源,主要為胸腔電腦斷層資料,格式為DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 。使用深度學習中的卷積神經網路(Convolutional Neural Network 簡稱CNN)進行基礎的機器學習。機器學習判斷是否為癌症的結果並不理想,原因是醫學影像的資料與學習過程必須有更多精細的調整,甚至需要加入其它的生理醫學結構資訊。原始資料量的龐大也是必須解決的問題。這些都是未來要提升診斷正確率時必需要納入的工作。
In recent years, artificial intelligence has been widely used in various fields, helping to solve many problems and getting good results. Machine learning is a very important part in the field of artificial intelligence. It has been successfully applied in many aspects, such as face recognition and voice recognition.
The principle of machine learning is to build an information model that can react or judge correctly through a large amount of data learning. Among them, medical image diagnosis is also an important application field of machine learning. If there is a good medical imaging artificial intelligence diagnosis system, it can effectively reduce misjudgment and provide more correct and timely treatment for patients. For example, take the medical image data of Computer Tomography (CT), a patient's primary CT will produce dozens to hundreds of medical image images. In addition to the judgment of professional medical personnel, a good model to help determine the content of medical image will speed up the processing speed and serve as the reference information for doctors to judge whether there is cancer or not.
In this paper, the open source data of medical imaging is used as the data source for machine learning and model building, mainly chest CT data in the format of DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Using convolution of deep learning Neural Network (Convolutional Neural Network CNN) on the basis of machine learning. Machine learning is not ideal to determine the outcome of cancer, because the medical imaging data and learning process must be more finely adjusted, and other physiological and medical structure information should be added. The huge amount of raw materials is also a problem that must be solved. These are all necessary tasks to improve diagnostic accuracy in the future.
謝誌 i
摘要 ii
Abstract iii
圖目錄 vi
表目錄 ix
第1章 緒論 1
第1節 研究背景 1
第2節 研究目的 1
第3節 論文架構 1
第2章 研究方法 2
第1節 研究方法與架構 2
第2節 計算環境設置 2
第3節 機器學習 6
第4節 神經網路(Neural Networks) 7
第5節 深度學習(Deep Learning) 8
第6節 卷積神經網路(Convolutional Neural Network) 9
第7節 套件的使用介紹 13
第3章 醫學影像分析 17
第1節 影像分析架構 17
第2節 DICOM簡介 17
第3節 研究資料 20
第4節 醫學影像的下載與載入 21
第5節 影像預處理 24
第6節 建立模型 27
第7節 模型預測結果 31
第4章 結果討論 34
第5章 結論 35
參考文獻 36
附錄 38
附錄A JAVA環境設置 38
附錄B 程式碼 42

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