論文の概要: An Advanced Deep Learning Framework for Ischemic and Hemorrhagic Brain Stroke Diagnosis Using Computed Tomography (CT) Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.03558v1
- Date: Fri, 04 Jul 2025 13:11:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:34.780572
- Title: An Advanced Deep Learning Framework for Ischemic and Hemorrhagic Brain Stroke Diagnosis Using Computed Tomography (CT) Images
- Title(参考訳): CT画像を用いた虚血・出血脳ストローク診断のための高度なディープラーニングフレームワーク
- Authors: Md. Sabbir Hossen, Eshat Ahmed Shuvo, Shibbir Ahmed Arif, Pabon Shaha, Md. Saiduzzaman, Mostofa Kamal Nasir,
- Abstract要約: 脳卒中は世界中で死亡率と長期障害の主な原因の1つである。
ほとんどのストローク分類技術は、単一のスライスレベルの予測機構に依存している。
機械学習(ML)は、脳卒中診断を改善するための新しい道を開いた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Brain stroke is one of the leading causes of mortality and long-term disability worldwide, highlighting the need for precise and fast prediction techniques. Computed Tomography (CT) scan is considered one of the most effective methods for diagnosing brain strokes. The majority of stroke classification techniques rely on a single slice-level prediction mechanism, allowing the radiologist to manually choose the most critical CT slice from the original CT volume. Although clinical evaluations are often used in traditional diagnostic procedures, machine learning (ML) has opened up new avenues for improving stroke diagnosis. To supplement traditional diagnostic techniques, this study investigates the use of machine learning models, specifically concerning the prediction of brain stroke at an early stage utilizing CT scan images. In this research, we proposed a novel approach to brain stroke detection leveraging machine learning techniques, focusing on optimizing classification performance with pre-trained deep learning models and advanced optimization strategies. Pre-trained models, including DenseNet201, InceptionV3, MobileNetV2, ResNet50, and Xception, are utilized for feature extraction. Additionally, we employed feature engineering techniques, including BFO, PCA, and LDA, to enhance models' performance further. These features are subsequently classified using machine learning algorithms such as SVC, RF, XGB, DT, LR, KNN, and GNB. Our experiments demonstrate that the combination of MobileNetV2, LDA, and SVC achieved the highest classification accuracy of 97.93%, significantly outperforming other model-optimizer-classifier combinations. The results underline the effectiveness of integrating lightweight pre-trained models with robust optimization and classification techniques for brain stroke diagnosis.
- Abstract(参考訳): 脳卒中は世界中で死亡率と長期障害の主な原因の1つであり、正確かつ迅速な予測技術の必要性を強調している。
CTスキャンは脳卒中を診断する最も効果的な方法の1つである。
脳卒中分類法の大半は1つのスライスレベルの予測機構に依存しており、放射線技師は元のCTボリュームから最も重要なCTスライスを手動で選択できる。
従来の診断法では臨床評価が用いられることが多いが、機械学習(ML)は脳卒中診断を改善するための新たな道を開いた。
従来の診断技術を補うため,CTスキャン画像を用いた脳卒中早期の予測について,機械学習モデルの使用について検討した。
本研究では,機械学習技術を活用した脳卒中検出のための新しい手法を提案し,事前学習されたディープラーニングモデルによる分類性能の最適化と高度な最適化戦略に着目した。
DenseNet201、InceptionV3、MobileNetV2、ResNet50、Xceptionなどの事前訓練されたモデルが特徴抽出に利用されている。
さらに,BFO,PCA,LDAなどの機能工学技術を用いて,モデルの性能をさらに向上させた。
これらの機能はその後、SVC、RF、XGB、DT、LR、KNN、GNBといった機械学習アルゴリズムを使って分類される。
実験の結果,MobileNetV2,LDA,SVCの組み合わせは97.93%の分類精度を達成し,他のモデル最適化器と分類器の組み合わせよりも有意に優れていた。
その結果、脳卒中診断のためのロバストな最適化と分類技術による軽量事前訓練モデルの統合の有効性が明らかにされた。
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