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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 감진규
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수74
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알츠하이머성 치매는 노인들의 인지 능력 저하와 기억력 감퇴를 일으키는 퇴행성 뇌 질환이다. 현재는 알츠하이머성 치매의 진행을 멈추거나 치료하는 방법이 알려지지 않았고, 병의 진행을 늦추는 방법만이 알려진 상황이다. 그러므로 알츠하이머성 치매를 조기에 진단하고 적절한 치료를 받는 것이 중요하다. 또한, 이상 단백질인 아밀로이드 베타 플라크와 타우 단백질은 알츠하이머성 치매 초기의 원인으로 지목되고 있음에도 불구하고 해당 정보를 활용한 조기진단 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 이상 단백질의 정보를 활용한 멀티모달 모델을 제안한다. 본 논문에서 제안한 멀티모달 모델은 활성화 함수가 없는 깊이 별 분리 컨볼루션 블록을 통해 특징을 손실 없이 추출한 후, 혼합 스킵 커넥션 컨볼루션 블록 및 가중치 공유 컨볼루션 블록을 통해 초기 융합을 적용하였다. 이를 통해 모달리티 간의 복잡한 관계를 학습할 수 있도록 모델을 설계하였다. 다른 연구들과 다른 본 논문의 특징은 다음과 같다. 1) 본 논문에서는 알츠하이머성 치매 조기진단을 위한 초기 융합 멀티모달 모델을 제안한다. 2) 다른 연구들과 달리 본 논문에서는 Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI)로부터 MRI (Magnetic Resonance Imaging)뿐만 아니라 아밀로이드 베타 플라크와 타우 단백질의 정보를 가지고 있는 Amyloid PET과 Tau PET을 수집하였다. 3) 본 논문에서는 이상 단백질이 알츠하이머성 치매 초기에 침전된다고 알려진 해마, 중측두엽, 하측두엽 영역을 모두 포함하는 새로운 ROI(Region Of Interest) 추출 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 모델과 ROI 추출 기법을 활용하여 실험을 진행한 결과 균형화된 정확도 (Balanced Accuracy) 기준 알츠하이머성 치매 진단 태스크에서는 1.00, 초기 알츠하이머성 치매 진단 태스크에서는 0.76의 성능을 달성할 수 있었다.
목차
Ⅰ. 서론 11.1. 연구의 배경 및 필요성 11.2. 연구의 구성과 방법 2Ⅱ. 관련 연구 42.1. 3D 피험자 기반 방법 (3D Subject-based method) 42.2. ROI/패치 기반 방법 (ROI/Patch-based method) 52.3. 2D 슬라이스 기반 방법 (2D Slice-based method) 5Ⅲ. 연구 방법 73.1. 데이터셋 73.2. 데이터 전처리 방법 9가. MRI 영상 전처리 및 ROI 추출 방법 11나. PET 영상 전처리 및 ROI 추출 방법 113.3. 제안된 모델 12가. 깊이별 분리 컨볼루션 블록 (DS-Conv Block) 13나. 유니모달 모델 (Unimodal model) 13다. 멀티모달 모델 (Multimodal model) 14라. ROI 기반 모델 (ROI-based model) 15Ⅳ. 실험 결과 174.1. 실험 조건 174.2. 평가 방법 174.3. ADNI1 데이터셋 실험 결과 184.4. ADNI1 데이터셋 활성화 함수 유무에 따른 성능 변화 234.5. ADNI1 데이터셋 실혐 결과와 다른 연구들과의 비교 244.6. ADNI2 & ADNI3 데이터셋 실험 결과 28Ⅴ. 토의 및 결론 31
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