論文の概要: Automatic Diagnosis of Schizophrenia and Attention Deficit Hyperactivity
Disorder in rs-fMRI Modality using Convolutional Autoencoder Model and
Interval Type-2 Fuzzy Regression
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.15858v1
- Date: Tue, 31 May 2022 15:07:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-06-01 14:49:52.769839
- Title: Automatic Diagnosis of Schizophrenia and Attention Deficit Hyperactivity
Disorder in rs-fMRI Modality using Convolutional Autoencoder Model and
Interval Type-2 Fuzzy Regression
- Title(参考訳): Convolutional Autoencoder ModelとInterval Type-2 Fuzzy Regressionを用いたRS-fMRIモダリティにおける統合失調症と注意欠陥高活動障害の自動診断
- Authors: Afshin Shoeibi, Navid Ghassemi, Marjane Khodatars, Parisa Moridian,
Abbas Khosravi, Assef Zare, Juan M. Gorriz, Amir Hossein Chale-Chale, Ali
Khadem, U. Rajendra Acharya
- Abstract要約: 本稿では,新しいディープラーニング(DL)法を用いた静止状態fMRI(rs-fMRI)のSZおよびADHDインテリジェント検出法を提案する。
SZおよびADHD患者のrs-fMRIモダリティを含むUCLAデータセットが実験に使用されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.735837620134964
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Nowadays, many people worldwide suffer from brain disorders, and their health
is in danger. So far, numerous methods have been proposed for the diagnosis of
Schizophrenia (SZ) and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), among
which functional magnetic resonance imaging (fMRI) modalities are known as a
popular method among physicians. This paper presents an SZ and ADHD intelligent
detection method of resting-state fMRI (rs-fMRI) modality using a new deep
learning (DL) method. The University of California Los Angeles (UCLA) dataset,
which contains the rs-fMRI modalities of SZ and ADHD patients, has been used
for experiments. The FMRIB software library (FSL) toolbox first performed
preprocessing on rs-fMRI data. Then, a convolutional Autoencoder (CNN-AE) model
with the proposed number of layers is used to extract features from rs-fMRI
data. In the classification step, a new fuzzy method called interval type-2
fuzzy regression (IT2FR) is introduced and then optimized by genetic algorithm
(GA), particle swarm optimization (PSO), and gray wolf optimization (GWO)
techniques. Also, the results of IT2FR methods are compared with multilayer
perceptron (MLP), k-nearest neighbors (KNN), support vector machine (SVM),
random forest (RF), decision tree (DT), and adaptive neuro-fuzzy inference
system (ANFIS) methods. The experiment results show that the IT2FR method with
the GWO optimization algorithm has achieved satisfactory results compared to
other classifier methods. Finally, the proposed classification technique was
able to provide 72.71% accuracy.
- Abstract(参考訳): 現在、世界中の多くの人々が脳疾患に苦しんでおり、その健康が危ぶまれている。
統合失調症 (sz) と注意欠陥多動性障害 (adhd) の診断には, これまで数多くの方法が提案されてきた。
本稿では,新しいディープラーニング(DL)法を用いた静止状態fMRI(rs-fMRI)のSZおよびADHDインテリジェント検出法を提案する。
カリフォルニア大学ロサンゼルス校(ucla)のデータセットは、sz患者とadhd患者のrs-fmriモダリティを含んでおり、実験に使われている。
FMRIBソフトウェアライブラリ(FSL)ツールボックスは、rs-fMRIデータで最初に前処理を行った。
次に,提案するレイヤ数を持つ畳み込みオートエンコーダ(CNN-AE)モデルを用いて,rs-fMRIデータから特徴を抽出する。
分類段階において、間隔型2ファジィ回帰(IT2FR)と呼ばれる新しいファジィ手法を導入し、遺伝的アルゴリズム(GA)、粒子群最適化(PSO)、灰色のオオカミ最適化(GWO)技術を用いて最適化する。
また、IT2FR法の結果を、多層パーセプトロン(MLP)、k-nearest neighbors(KNN)、サポートベクターマシン(SVM)、ランダムフォレスト(RF)、決定木(DT)、適応型ニューロファジィ推論システム(ANFIS)と比較した。
実験の結果, GWO最適化アルゴリズムを用いたIT2FR法は, 他の分類法と比較して良好な結果を得た。
最後に,提案手法により72.71%の精度が得られた。
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