論文の概要: Comparative Analysis of Machine Learning and Deep Learning Models for Classifying Squamous Epithelial Cells of the Cervix
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13535v1
- Date: Wed, 20 Nov 2024 18:37:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-21 16:09:52.540318
- Title: Comparative Analysis of Machine Learning and Deep Learning Models for Classifying Squamous Epithelial Cells of the Cervix
- Title（参考訳）: 頸部扁平上皮細胞分類のための機械学習モデルとディープラーニングモデルの比較解析
- Authors: Subhasish Das, Satish K Panda, Madhusmita Sethy, Prajna Paramita Giri, Ashwini K Nanda,
- Abstract要約: 現在のPapスミア分析法は、手動、時間的、労働集約的で、人的ミスの危険性が高い。
本研究では,パパスミア画像中の細胞を表層中間体,傍基底細胞,コア細胞,ジスケラトシス,メタ可塑性の5つのカテゴリに分類することを目的とした。
この分類には、Gradient Boosting、Random Forest、Support Vector Machine、k-Nearest Neighborといった機械学習アルゴリズムが使用されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7119794757408745
- License:
- Abstract: The cervix is the narrow end of the uterus that connects to the vagina in the female reproductive system. Abnormal cell growth in the squamous epithelial lining of the cervix leads to cervical cancer in females. A Pap smear is a diagnostic procedure used to detect cervical cancer by gently collecting cells from the surface of the cervix with a small brush and analyzing their changes under a microscope. For population-based cervical cancer screening, visual inspection with acetic acid is a cost-effective method with high sensitivity. However, Pap smears are also suitable for mass screening due to their higher specificity. The current Pap smear analysis method is manual, time-consuming, labor-intensive, and prone to human error. Therefore, an artificial intelligence (AI)-based approach for automatic cell classification is needed. In this study, we aimed to classify cells in Pap smear images into five categories: superficial-intermediate, parabasal, koilocytes, dyskeratotic, and metaplastic. Various machine learning (ML) algorithms, including Gradient Boosting, Random Forest, Support Vector Machine, and k-Nearest Neighbor, as well as deep learning (DL) approaches like ResNet-50, were employed for this classification task. The ML models demonstrated high classification accuracy; however, ResNet-50 outperformed the others, achieving a classification accuracy of 93.06%. This study highlights the efficiency of DL models for cell-level classification and their potential to aid in the early diagnosis of cervical cancer from Pap smear images.
- Abstract（参考訳）: 子宮頸部は子宮の狭い端であり、女性の生殖系において血管に接続する。
子宮頸部扁平上皮における異常な細胞増殖は、女性の子宮頸癌を引き起こす。
パパ・スミア(英: Pap smear)は、子宮頸部の表面から小さなブラシで細胞を優雅に採取し、顕微鏡でそれらの変化を分析して子宮頸がんを検出するための診断法である。
人口ベース頸部がん検診では、酢酸を用いた視覚検査は高感度で費用対効果が高い方法である。
しかし、パップスミアはより特異性が高いためマススクリーニングにも適している。
現在のPapスミア分析法は、手作業、時間消費、労働集約、人的ミスの傾向である。
したがって、自動細胞分類のための人工知能(AI)ベースのアプローチが必要である。
本研究では,パパスミア画像中の細胞を表層中間体,傍基底細胞,コア細胞,ジスケラトシス,メタ可塑性の5つのカテゴリに分類することを目的とした。
Gradient Boosting、Random Forest、Support Vector Machine、k-Nearest Neighborといった機械学習(ML)アルゴリズムや、ResNet-50のようなディープラーニング(DL)アプローチがこの分類タスクに採用された。
MLモデルは高い分類精度を示したが、ResNet-50は他のモデルよりも優れ、分類精度は93.06%に達した。
本研究は,細胞レベルでの分類におけるDLモデルの効率と,乳頭癌の早期診断に役立つ可能性を明らかにする。
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