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COVID-19 Pneumonia Diagnosis Using Medical Images: Deep Learning-Based Transfer Learning Approach

Created by
  • Haebom

저자

Anjali Dharmik

개요

본 논문은 2025년 중반 기준 전 세계 COVID-19 검사 양성률이 11%로 상승한 상황에서, 변이 바이러스의 출현으로 인한 진단 및 방역 전략의 어려움을 해결하기 위해 의료 영상(흉부 X선 및 CT)을 이용한 COVID-19 자동 진단 시스템을 제시한다. 다양한 최첨단 CNN 모델(VGG16, ResNet50, ConvNetXtTiny, MobileNet, NASNetMobile, DenseNet121 등)을 평가한 결과, DenseNet121이 CT 및 X선 영상을 이용한 COVID-19 진단에서 가장 우수한 성능(정확도 98%, 정밀도 96.9%, 재현율 98.9%, F1-score 97.9%, AUC 99.8%)을 보였다. 이는 양성 및 음성 사례 모두에서 높은 일관성과 신뢰성을 나타내며, 혼동 행렬을 통해 위양성 및 위음성이 최소화됨을 확인하였다. 본 연구는 심층 전이 학습을 통해 신속하고 정확하며 변이에 강한 COVID-19 진단을 제공하는 데 초점을 맞추고 있으며, 확장성과 접근성에 중점을 두었다.

시사점, 한계점

시사점:
심층 전이 학습 기반의 자동화된 COVID-19 진단 시스템이 의료 영상을 이용하여 높은 정확도를 달성 가능함을 보여줌.
DenseNet121 모델이 COVID-19 진단에 효과적임을 제시하고, 실제 진단 환경에서의 실용성을 확인.
빠르고 정확하며 변이에 강인한 COVID-19 진단법 개발 가능성 제시.
의료 자원이 부족한 지역에서의 COVID-19 진단 접근성 향상에 기여할 수 있음.
한계점:
본 연구는 특정 CNN 모델들에 대한 평가만 진행되었으며, 다른 모델들의 성능 비교는 추가 연구가 필요함.
다양한 인종 및 연령대의 환자 데이터에 대한 일반화 성능 평가가 부족함.
실제 임상 환경에서의 검증이 추가적으로 필요함.
데이터셋의 크기 및 질에 대한 자세한 설명이 부족함.
모델의 해석 가능성에 대한 논의가 부족함.
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