論文の概要: Smart ROI Detection for Alzheimer's disease prediction using explainable
AI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.10401v1
- Date: Sat, 18 Mar 2023 11:58:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-21 19:37:12.309195
- Title: Smart ROI Detection for Alzheimer's disease prediction using explainable
AI
- Title(参考訳): 説明可能なAIを用いたアルツハイマー病予測のためのスマートROI検出
- Authors: Atefe Aghaei, Mohsen Ebrahimi Moghaddam
- Abstract要約: 有名なADNIデータセットのMCI患者176名を対象に本手法を実装した。
5倍のクロスバリデーションで取得した精度は98.6で、AUCは1。
自動でROIを抽出するスマートROI抽出法は,アルツハイマー病の予測に有効である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.9036571490366494
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Purpose Predicting the progression of MCI to Alzheimer's disease is an
important step in reducing the progression of the disease. Therefore, many
methods have been introduced for this task based on deep learning. Among these
approaches, the methods based on ROIs are in a good position in terms of
accuracy and complexity. In these techniques, some specific parts of the brain
are extracted as ROI manually for all of the patients. Extracting ROI manually
is time-consuming and its results depend on human expertness and precision.
Method To overcome these limitations, we propose a novel smart method for
detecting ROIs automatically based on Explainable AI using Grad-Cam and a 3DCNN
model that extracts ROIs per patient. After extracting the ROIs automatically,
Alzheimer's disease is predicted using extracted ROI-based 3D CNN. Results We
implement our method on 176 MCI patients of the famous ADNI dataset and obtain
remarkable results compared to the state-of-the-art methods. The accuracy
acquired using 5-fold cross-validation is 98.6 and the AUC is 1. We also
compare the results of the ROI-based method with the whole brain-based method.
The results show that the performance is impressively increased. Conclusion The
experimental results show that the proposed smart ROI extraction, which
extracts the ROIs automatically, performs well for Alzheimer's disease
prediction. The proposed method can also be used for Alzheimer's disease
classification and diagnosis.
- Abstract(参考訳): 目的 アルツハイマー病に対するmciの進行を予測することは、疾患の進行を減少させる重要なステップである。
そのため,この課題に対して,深層学習に基づく多くの手法が導入された。
これらのアプローチのうち、roisに基づく手法は正確さと複雑さの点で良い位置にある。
これらの手法では、脳の特定の部分が、すべての患者に対して手動でROIとして抽出される。
手動でROIを抽出するのは時間がかかり、その結果は人間の専門性と正確性に依存します。
このような制約を克服するために,Grad-Camを用いた説明可能なAIと患者のROIを抽出する3DCNNモデルに基づいてROIを自動的に検出する新しいスマート手法を提案する。
自動的にROIを抽出した後,抽出したROIベースの3D CNNを用いてアルツハイマー病を予測する。
その結果,有名なADNIデータセットの176名のMCI患者に対して本手法を実装し,最先端の手法と比較して顕著な結果を得た。
5倍のクロスバリデーションで取得した精度は98.6で、AUCは1。
また、ROI法と全脳法との比較を行った。
その結果,性能は著しく向上した。
結論 この実験結果から, 自動的にROIを抽出するスマートROI抽出法がアルツハイマー病の予測に有効であることが示唆された。
提案法はアルツハイマー病の分類と診断にも有用である。
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