I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   6 Decem b er   2 0 2 0 ,   p p .   6 2 8 3 ~ 6 2 9 1   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 10 i 6 . pp 6 2 8 3 - 6 2 9 1           6283       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Identifica tion  o i ntersti tial lung  di sea ses  using  deep  lea rning       Nidh i n Ra j u,  Anita   H .   B . ,   P e t er   Aug us t ine    De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e ,   CHRIST   (De e m e d   to   b e   Un iv e rsity ),   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 7 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Ma y   2 8 ,   2020   A cc ep ted   J u n   6 ,   2 0 2 0       T h e   a d v a n c e d   m e d ica im a g in g   p ro v id e v a rio u s   a d v a n tag e s   to   b o th     th e   p a ti e n ts  a n d   t h e   h e a lt h c a re   p ro v i d e rs.  M e d ica l   Im a g in g   tru ly   h e lp   th e   d o c t o t o   d e term in e   th e   in c o n v e n ien c e in   a   h u m a n   b o d y   a n d   e m p o w e rs   th e m   to   m a k e   b e tt e c h o ice s.  De e p   lea rn in g   h a a n   im p o rtan ro le  i n     th e   m e d ica f ield   e sp e c iall y   f o m e d ica i m a g e   a n a l y sis  to d a y .   It  is  a n   a d v a n c e d   tec h n iq u e   in   th e   m a c h in e   lea rn in g   c o n c e p w h ich   c a n   b e   u se d   to   g e e ff ici e n o u tp u th a n   u si n g   a n y   o th e p re v io u tec h n iq u e s.  I n   t h e   a n ti c ip a ted   w o rk   d e e p   lea rn in g   is  u se d   to   f in d   t h e   p re se n c e   o f   in ters ti ti a lu n g   d ise a se s   (IL D)  b y   a n a l y z in g   h ig h - re so lu ti o n   c o m p u ted   to m o g ra p h y   (HRC T i m a g e a n d   id e n ti fy in g   th e   IL c a te g o ry .   T h e   e ff icie n c y   o f   th e   d iag n o sis  o f   ILD   th ro u g h   c li n ica h isto ry   is  les th a n   2 0 % .   Cu rre n tl y ,   a n   o p e n   c h e st  b i o p sy   is  th e   b e st  w a y   o f   c o n f ir m in g   th e   p re se n c e   o f   IL D.   HRC T   i m a g e c a n   b e   u se d   e ffe c ti v e l y   to   a v o id   o p e n   c h e s t   b io p sy   a n d   im p ro v e   a c c u ra c y .   In   th is   p ro p o se d   w o rk   m u lt i - lab e c las sifica ti o n   is d o n e   f o 1 7   d if f e r e n c a teg o ries   o IL D.  T h e   a v e r a g e   a c c u ra c y   o f   9 5 %   is  o b tai n e d   b y   e x trac ti n g   f e a tu re w it h     th e   h e l p   o f   a   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk   (CNN a rc h it e c tu re   c a ll e d   S m a ll e rV GG Ne t.   K ey w o r d s :   C las s i f icatio n   Dee p   lear n in g   Me d ical  i m a g an al y s i s   Neu r al  n et w o r k   Co p y rig h ©   2 0 2 0   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nid h i n   R aj u ,     Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   C HR I ST   ( Dee m ed   to   b Un iv er s it y ) ,     B en g al u r u ,   Kar n a tak a,   5 6 0 0 2 9 - I n d ia .   E m ail:  n id h i n . r aj u @ r es.c h r is t u n i v er s i t y . i n       1.   I NT RO D UCT I O N   Dee p   L ea r n i n g   i s   an   e x ce lle n to o f o r   f ea t u r lear n i n g ,   class i f y in g ,   id en t if y i n g ,   a n d   q u an ti f y i n g   p atter n s   in   m ed ical  i m a g es.  T h p r o g r ess io n s   o f   ad v a n ce d   g r ap h ics  p r o ce s s in g   u n its   ( GP Us)  an d   ce n tr al  p r o ce s s in g   u n its   ( C P Us),   lar g v o lu m o f   d ataset  a v ai lab il it y ,   an d   th d ev elo p m en o f   m an y   d ee p   lear n in g   alg o r ith m s   ar s o m f ac to r s   t o   th s u cc es s   o f   d ee p   lear n i n g   in   e v er y   f ield .   T h d ee p   lear n in g   tech n iq u e s   ca n   ef f ec tiv e l y   u s w h e n   th er is   m as s i v a m o u n o f   s a m p l d ata  ar e   av ailab le  in   th tr ain i n g   s ta g its e lf .     T h s u f f icien t   i m p le m e n tatio n   o f   Dee p   L ea r n i n g   is   i n   t h e x ten s i v d ata  s et   o n l y .   T h is   is   t h m ai n   ch alle n g i n g   ta s k   f o r   ap p ly in g   d ee p   lear n in g   i n   m ed ical  i m a g es  to   b u i ld   d ee p   lear n i n g   m o d el  w ith   m i n i m al   a m o u n o f   tr ai n in g   d ata  [ 1 ] .   T h Me d i ca I m ag in g   m et h o d o lo g y   is   ef f o r tles s ,   n o n - o b tr u s i v e,   a n d   th e   v a s t   m aj o r ity   o f   t h e m   d o   n o t   r eq u ir a n y   e x tr ao r d in ar y   ar r an g e m en t.  Ge n er all y ,   to   p r o v id e   in p u to   th e   d ee p   lear n in g   m o d els,  t w o   t y p es  o f   co n ce p ts   ar u s in g in   th f ir s ca s e,   th v ec to r   t y p v al u e s   w il b tak en   f o r   m u lti - la y er   n eu r al  n et w o r k s ,   an d   in   an o t h er   ca s e,   2 o r   3 i m a g v al u es  w i ll  b tak e n   f o r   th co n v o l u tio n a l   n et w o r k s .   I n   th is   p r o p o s ed   w o r k ,   C NN  ar ch itectu r ca lled   s m al ler VGGN et,   w h ich   is   s u b lin o f   VGG Net   u s ed   to   class i f y   th I L ca te g o r y   f r o m   1 7   d if f er e n t c ateg o r i es.   Usu al l y ,   I L h as  i n cr e m en tal  b r ea th less n es s ,   lu n g   cr ac k li n g ,   an d   an   ir r eg u lar   ch e s x - r a y .   A   v ar iet y   o f   o th er   illn e s s e s ,   s u c h   as  b ac ter ial  p n eu m o n ia,   p u l m o n a r y   ed e m a,   an d   m ali g n an c y   ( e. g . ,   ca r cin o m ato s i s   l y m p h a n g i tis ) ,   ar id en tif ied   a s   d if f er e n tial  d iag n o s es  [ 2 ] .   T y p ica ll y ,   tes ts   f o r   p u l m o n ar y   f u n ct io n   s h o w   lo w er   v o lu m es  o f   l u n g s ,   p o o r   g as  tr an s m i s s io n ,   an d   h y p o x e m ia.   R ed u cin g   th tr an s f er   f a cto r   an d   tr an s p o r co ef f icie n f o r   ca r b o n   m o n o x id ar t y p ical  o f   l u n g   p a r en ch y m d is ea s es  a n d   t h eir   b lo o d   s u p p l y   [ 3 ,   4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Decem b er   2020     6 2 8 3   -   6 2 9 1   6284   T h er ef o r e,   in   I L D,   b u al s o   em p h y s e m a n d   p u l m o n ar y   v a s cu lar   d is ea s e,   th e s p ar a m et er s   ar d ec r ea s ed .     I n   e m p h y s e m a,   t h c h e s x - r a y s   u s u al l y   s h o w   h y p er i n f lat ed   lu n g s ,   w h ile,   w it h   r etic u lo n o d u lar   i n f iltra tio n ,     th I L s h o w s   g e n er all y   d e cr ea s ed   lu n g   v o lu m e s .   On ce   I L h as  s u s p ec ted   th f ir s t   s tep   is   t h o r o u g h   ex a m in at io n   o f   t h h ea lt h   h is t o r y   w it h   p ar ticu lar   f o c u s   o n   o cc u p atio n al  h i s to r y   ( e. g . ,   a s b esto s ,   co al  d u s t) ,   en v ir o n m e n tal  e x p o s u r ( e. g . ,   b ir d   t o u ch ,   s m o k f r o m   ci g ar ettes),   lis o f   all  m ed icatio n s   ( e. g . ,   am io d ar o n e,   m et h o tr ex ate)   an d   a n y   s y m p t o m s   t h at  co u ld   i n cl u d in f ec t io u s   d is ea s es  o f   th l u n g s   [ 5 ] .   T h f u ll  m ed ical   h is to r y   o f   p atien an d   an y   r is k   f ac to r s   f o r   an   i m m u n o co m p r o m is ed   co n d itio n   is   e s s e n tial  as  t h cli n ical   co n tex d ep en d s   o n   h o w   t h s u b s eq u e n e x a m i n atio n s   ar i n ter p r eted .   I n   s o m i n s ta n ce s ,   it  is   li k el y   to   h a v e   eo s in o p h ilia,  a u to an t ic,   o r   av ian   p r ec ip itin .   I is   c u m b er s o m e   to   d iag n o s e   th p r ese n ce   o f   I L in   p atie n b y   cli n ical   d at a n d   to   g o   t h r o u g h   all   s i m ilar   t y p e s   o f   HR C T   i m a g es  o f   a   p atien s i n ce   I L D   en c o m p a s s es   m an y   d i f f er en p at h o lo g ical  p r o ce s s e s .   T h ef f icie n c y   o f   t h d iag n o s is   o f   I L th r o u g h   clin ica h is to r y   is   les s   th a n   2 0 %.  C u r r en tl y ,   an   o p en   ch es t   b io p s y   is   th e   b est  w a y   o f   co n f ir m i n g   t h p r ese n ce   o f   I L D .   I n   t h d iag n o s tic s   o f   s o m I L Ds,  f o r   e x a m p le,   L u n g   b io p s y   is   cr u cia co m p o n en an d   is   r ar el y   r eq u i r ed   f o r   th d iag n o s i s   o f   in t er s titi al  id io p ath ic   p n eu m o n ia.   A   f le x ib le  b r o n ch o s co p ca n   b p er f o r m ed   s i m u lta n eo u s l y   w i th   b r o n c h o alv e o lar   lav ag ( B A L ) ,   an d   s m all  s ec tio n s   o f   l u n g s   a r co llected   ad j ac en to   th b r o n ch u s i n g   tr an s b r o n ch ial  b io p s ies.  A   s u r g ical   b io p s y   r eq u ir es  g en er al  a n e s t h esia  w it h   co m p lica tio n   r ate   o f   ap p r o x i m atel y   1 0 % - 2 0 an d   m o r tali t y   r ate   o f   les s   t h a n   1 %   f o r   t h g r o u p   o f   p atien t s   cu r r e n tl y   u n d er   s elec tio n .   Ma n y   p atien ts   ar e   d ee m ed   u n f it  f o r   b io p s y ,   a n d   t h p o s s ib le  b en e f its   o f   a s s e s s i n g   th e   h i s to p ath o lo g ical  h i s to r y   o f   t h d is ea s e   s h o u ld   b w eig h ed   ag ain s t t h p r o ce d u r al  r is k s .   A t   t h is   m o m e n t,  t h e   p r o p o s ed   m et h o d   u s e s   d ee p   lear n i n g   ar ch itect u r to   ca te g o r ize  t h I L f r o m   HR C T   i m a g es.  T h I L co m es  w i th   v ar io u s   ca te g o r ies,  an d   alm o s ev er y   ca te g o r y   lo o k s   lik t h s a m in   HR C T   i m a g es.  I ca u s e s   to   cli n icia n s   to   id en ti f y   th e x ac p ar a m eter s   f r o m   th o s i m a g es.  So m eti m es  it  lead s   to   co n f u s io n   ev e n   f o r   th d o ct o r s   also   to   co n clu d e.   I w i ll  h elp   in   t h i n clu s i v e n e s s   o f   cli n ical  e v al u atio n   f o r   b etter   u n d er s tan d i n g   o f   t h d is ea s e.   On ce   it  d etec ted ,   th tr ea t m e n to   th p atien t s   ca n   g et  s tar as  s o o n   as   po s s ib le.   I f   th clin ical  an d   HR C T   f ea t u r es  ar t y p ical  o f   I L D,   b io p s y   m a y   n o b r eq u ir ed .   So ,   in   th is   p r o p o s ed   w o r k ,   w ai m   to   ca teg o r ize  1 7   ca teg o r ies  o f   I L f r o m   HR C T   im a g es  b y   u s in g   d ee p   lear n in g   n et w o r k   n a m ed   S m aller VG G Net.   T h p r im ar y   o b j ec tiv o f   t h i s   ex p er i m e n i s   to   f i n d   th e   p r esen ce   o f   I L D   b y   a n al y zi n g   v ar io u s   HR C T   i m a g es.  HR C T   g iv e s   g r ea ter   ac cu r ac y   th a n   ch e s r ad io g r ap h   f o r   th d iag n o s is   o f   I L clas s if icatio n .   C ateg o r ies   o f   I L in cl u d n o d u les,  t h ick e n ed   s ep ta,   r etic u latio n ,   r ed u ce d   atte n u a t io n   ar ea s ,   g r o u n d - g las s   o p ac ities ,   h o n e y co m b i n g ,   a n d   l y m p h   n o d es   an d   p le u r i n v o lv e m en t   i n   ce r tai n   d is ea s es.  T h p r ese n ce   o f   I L D   in   H R C T   i m a g e s   ca n   b en s u r ed   b y   a n al y zi n g   its   p atter n   b e ca u s ea c h   ca te g o r y   o f   I L h as  d if f er en p atter n s   in   th H R C T   i m ag e.   I d en ti f ica tio n   o f   th t y p o f   I L i s   ess e n tial  to   tr ea th d is ea s e.   T h er ar m an y   t y p e s   o f   I L D.   T h p r o p o s ed   s ec o n d ar y   o b j ec tiv is   to   ca teg o r ize  th I L f r o m   1 7   d if f er en t y p es.  T h ter m   I L D   ap p lies   to   w id v ar iet y   o f   m o r th an   2 0 0   lu n g   d i s o r d er s .   I is   a   cr u cial   tas k   f o r   t h cli n i cian s   to   d eter m i n e   th p ar a m eter s   f r o m   H R C T   im ag e s   b ec au s ev e n   t h o u g h   I L h as  v ar iet y   o f   p atter n s   will  lo o k   lik t h s a m e   f o r   h u m a n   e y e s .   T h p r o p o s ed   d ee p   lear n in g   tec h n iq u w ill  h elp   to   ca teg o r ize  th I L f r o m   HR C T   i m ag e s.       2.   RE L AT E WO RK S   T o   th b est  o f   o u r   k n o w led g e,   d ee p   lear n in g   h as  n o b ee n   r e p o r ted   to   liter atu r f o r   th cla s s i f icatio n   o f   I L D.   I n   s o m ap p r o ac h es ,   th er ar u s ed   v ar io u s   d ee p   lear n in g   co n ce p t s   r elev a n t   to   m ed ical  i m a g e   an al y s is .   T h s u r v e y   d id   m ai n l y   b ase  o n   i m ag cla s s i f icat io n ,   r eg is tr atio n ,   s eg m e n tatio n ,   o b j ec t d etec tio n ,   an d   o th er   tas k s .   T h m o s s tu d y   w as  r e s p ec ted   in   t h ar ea   o f   t h b r ea s t,  n e u r o ,   r etin al,   d ig ital   p ath o lo g y ,   p u l m o n ar y ,   ca r d iac,   ab d o m in al,   m u s c u lo s k eleta [ 6 ] .   Fro m   v ar io u s   s t u d ies,  t h a u th o r s   f o u n d   m an y   t h i n g s ,   s u c h   as   t h i m p ac o f   d ee p   lear n in g   al g o r ith m s   i n   t h a n al y s i s   o f   m ed ical   i m ag e s ,   c h all en g e s   i n   a n al y zin g ,   an d   b en ef it s   f r o m   t h is   p r o ce s s .   T h b est  k in d   o f   m o d els  f o r   th an al y s i s   o f   i m a g es  to   d ate  w er co n v o l u tio n al   n eu r al  s y s te m s   ( C NN) .   C NN 's   co n tai n ed   n u m er o u s   la y er s   th at  c h an g t h eir   co n tr ib u tio n   w it h   co n v o l u tio n   ch an n el s   o f   litt le  d e g r ee .   I n   co m p u ter   aid ,   d ee p   co n v o l u tio n al  s y s te m s   h ad   tu r n ed   in to   th m et h o d   o f   c h o ice.   T h an al y s i s   o f   t h m ed ical  i m ag co m m u n it y   n e t w o r k   h ad   p aid   h ee d   to   t h ese  cr u cial  ad v an ce m e n t s .     T h Nif ty Net  p l atf o r m   u s ed   to   ad d r ess   th i d i o s y n cr asi es   o f   m ed ic al  im ag in g   b y   s u p p lem en tin g     th cu r r en d e ep   l ea r n in g   in f r a s tr u ctu r e .   B ase d   o n   th T en s o r Flo w   lib r a r y ,   th Nif ty Net  b u i lt.  T h T en s o r Fl o w   lib r a r y   p r o v i d e d   th t o o ls   f o r   ex ec u tin g   th em   ef f icien tly   o n   h ar d w ar r es o u r c es  an d   d ef in in g   co m p u tati o n al   p i p el in es  [ 7 ] .   V GGN et  em er g ed   f r o m   th n ee d   t o   r e d u c an d   b o o s t r ain in g   tim th n u m b e r   o f   p a r am ete r s   in   th C ONV   l ay er s .   VGGN et  ( VGG1 6 ,   V GG 1 9 ,   et c. )   is   av a ila b le   in   m u ltip l v er s i o n s ,   w h ich   o n l y   d if f er   in   th to tal  n u m b er   o f   n et w o r k   c o m p o n en t s .   T h m a x i m u m   p a r a m eter   o f   VG G1 6   is   1 3 8   m ill io n .   I is   i m p o r tan t   to   n o te  h er t h at  a ll  k er n el s   i n   C o n v   ar 3 x 3   s ize  an d   2 x 2   m ax   p o o w ith   t w o   s ta g es.  T h p u r p o s o f   f ix ed   k er n el   is   t o   r ep r o d u ce   all  v ar iab le - s ized   k er n el s   u s ed   i n   Ale x n et   ( 1 1 x 1 1 ,   5 x 5 ,   3 x 3 )   u s in g   s ev er al  3 x 3   k er n el s   as  b u ild i n g   b lo ck .   I i m p r o v es  o n   A le x Net  b y   s u b s tit u ti n g   lar g k er n el  f i lter s   ( 1 1   an d   5   r esp ec tiv el y   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I d en tifi ca tio n   o f i n ters titi a l lu n g   d is ea s es u s in g   d ee p   lea r n in g   ( N id h in   R a ju )   6285   th f ir s an d   s ec o n d   la y er   o f   co n v o lu t io n )   w it h   s m all  k er n el - s ized   3 X3   f ilter s   o n a f t er   an o th er .   I n   th i s   co n tex t,  m u ltip le  s m aller   k er n els,  s tac k ed ,   ar b etter   th a n   lar g er   o n e,   g iv e n   t h f ac t   th at   m u ltip le  n o n l in ea r   la y er s   in cr ea s e   t h n et w o r k   d ep th   t h at  e n ab les   it  to   lear n   m o r co m p le x   f ea t u r es  a l o w er   co s t.  T h k er n e l   h as a   d if f er en t r ec ep tiv f ield   [ 6 ,   7 ] .   Fo r   d iag n o s i n g   a n d   s cr ee n in g   o f   m a n y   l u n g   d i s ea s e s ,   th e   ch est  X - r a y   is   co m m o n l y   u s i n g   as  th e   to o l   f o r   th r ad io lo g ical  ex a m in at io n s .   T h o b j ec t   s eg m e n tatio n   an d   d etec tio n   b y   d ee p   lear n in g   p r o d u c b etter   p er f o r m a n ce   i n   t h m ed ical  i m ag e   an al y s is   d o m ai n   [ 8 ] .   I n   m ed ical  i m a g in g ,   t h p r ec is an al y s is ,   a s   w ell   as   ev alu a tio n   o f   d i s ea s e,   r elies  u p o n   b o th   i m ag i n ter p r etati o n   an d   i m a g ac q u i s itio n .   I m ag ac q u is itio n   h as   i m p r o v ed   co n s id er ab l y ,   f i n is h ed   la te  y ea r s ,   w i th   g ad g ets   g a in i n g   i n f o r m atio n   at  q u ic k er   r ates  a n d   e x p an d ed   g o als.  T h i m ag i n ter p r etatio n   p r o ce s s ,   b th at  as  it  m a y ,   h as  as  o f   late  p r o f ited   b y   co m p u ter   tech n o lo g y   [ 9 ] .   p o ly m y o s iti s   ( P M)   an d   d e r m ato m y o s i tis   ( DM )   ar f o u n d atio n al  p r o v o ca tiv d is ar r an g e s   w it h   o b s cu r etio lo g y ,   f u r th er m o r e,   p at h o g en esi s .   T h e y   p r in c ip all y   in f l u en ce   s tr ia ted   m u s c les,  b r in g i n g   ab o u p r o x i m al   m u s cle  s h o r tco m i n g .   P o ly m y o s itis   a n d   d er m a to m y o s iti s   ar ex tr e m s ick n e s s   ele m en ts   i n f lu e n ci n g   s k e letal   m u s cles   an d   d i f f er e n o r g a n s ,   in cl u d in g   t h l u n g s .   I n ter s t itia lu n g   d is ea s ( I L D)   i n   P M/D is   p r o g r ess iv el y   p er ce iv ed   as  a   g e n u i n e n ta n g le m en t   o f   t h i n f ec tio n .   I L is   t y p ical   ad d itio n al  ar ti cu lar   ap p ea r an ce   o f   r h eu m ato id   ar th r iti s   ( R A ) ,   an d   cr itical  r ea s o n   f o r   b leak n e s s   an d   m o r talit y   in   t h is   p atie n t p o p u lace   [ 1 0 ,   1 1 ] .   HR C T   is   b r o ad l y   ac ce s s ib le,   r eliab le  in   th h a n d s   o f   e x p er ien ce d   r ad io lo g is ts ,   ea s e,   an d   o k a y   co n tr asted   w it h   ca r ef u l u n g   b io p s y .   E v al u at io n   o f   t h d eg r ee   o f   r ad io lo g ical  f ib r o s i s   lo an s   e x tr p r o g n o s t ic   estee m .   T h an n o u n ce d   p r e d o m i n a n ce   o f   I L i n   P M/DM   in   p r io r   in v esti g atio n s   g en er all y   f lu ct u ate s   attr ib u tab le  to   th e   ab s en ce   o f   u n if o r m   s y m p to m atic  cr iter ia   f o r   I L D,   t h d i f f er en p h ases   o f   t h s ic k n ess   i n   w h ic h   p atien ts   w er e x a m in e d ,   an d   th w ell s p r in g   o f   p atie n r ef er r al  [ 1 2 ,   1 3 ] .   Fo r   s tu d y ,   th e   au t h o r s   co u l d   u s a n al y s is   i n   5 0   p atien ts   w i th   b io p s y - d e m o n s tr ated   NSI P ,   an d   C T   ch ec k   w a s   s u r v e y e d   b y   t w o   th o r ac ic   r ad io lo g is ts   in   ac co r d .   A f t e r   th o b s er v atio n s   w er p o r tr ay ed ,   th e y e w it n es s es   d ec id ed   w h et h er     th o b s er v atio n s   w er g o o d   w ith   r ec en tl y   d i s tr ib u ted   p o r tr a y als  o f   n o n s p ec i f ic  in ter s titi al   p n eu m o n ia  ( NSI P )   o r   w h e th er   t h d is co v er ies  w o u ld   b o ls ter   th co n clu s io n   o f   an o t h er   u n e n d in g   i n f iltra tiv l u n g   s ic k n e s s .     T h C T   o b s er v atio n s   in   p atie n ts   w ith   NSI P   an d   to   co n tr ast   th ese  a n d   t h C T   d is co v er ies   o f   o th er   p er p etu a l   in f iltra ti v lu n g   s ic k n ess e s   w e r d escr ib ed   [ 1 4 ] .   Dee p   n eu r al   s y s te m s   h av e,   as  o f   late,   i n cr ea s ed   s ig n i f ica n b u s i n ess   en th u s ia s m   b ec au s o f     th i m p r o v e m en o f   n e w   v ar iatio n s   o f   C NNs   an d   t h co m i n g   o f   p r o f icie n p ar allel  s o lv er s   u p g r ad ed   f o r   p r esen t - d a y   GP Us  [ 1 5 ] .   No tw ith s tan d i n g ,   co n tr asted   w ith   2 i m a g es  f o r   th m o s p ar u t ilized   in   co m p u ter   v is io n ,   s y m p to m atic  a n d   in t er v e n tio n al  i m ag e s   d ata  in   th m ed icin al  f ield   ar f r eq u en t l y   v o lu m etr ic.     T h is   m a k es  n ee d   f o r   ca lc u latio n s   p er f o r m i n g   d i v is io n s   in   3 b y   ta k i n g   th e n tire   v o lu m co n ten i n to     th r ec o r d   w ith o u m o m e n t ' s   d ela y   [ 1 6 ] .   P r ep ar in g   d e ep   C NN  f r o m   s cr atch   is   tr o u b leso m b ec au s it   r eq u ir es  lo o f   lab eled   tr ain i n g   d ata  an d   lo o f   ap titu d es  to   g u ar an tee  ap p r o p r iate  in ter m in g li n g .     A   p r o m is i n g   o p tio n   is   to   ad j u s C NN  th at  h a s   b ee n   p r e - tr ain ed   u ti lizi n g ,   f o r   ex a m p le,   an   ex p an s i v ar r an g e m en t   o f   n a m ed   s ta n d ar d   im a g e s .   No n et h eles s ,   t h s i g n i f ica n co n tr ast s   a m o n g   r eg u lar   an d   m ed ici n al   i m a g es  m a y   e x h o r t a g ain s t s u c h   lear n i n g   ex c h an g [ 1 7 ] .   T h p er f ec b io p s y   p r o ce d u r to   d is ti n g u is h   m e n   w i th   p r o s tate  ca n ce r   w o u ld   b f i n d in g s   o f   j u s t   s ig n i f ica n p r o s tate  ca n ce r   g r o w th   a n d   m i n i m izatio n   o f   in co n s eq u e n tial  p r o s tate  ca n ce r   d etec tio n   an d   s u b s eq u en o v er tr ea t m e n t.  M R I - T B x   is   p r o m is i n g   s y s te m   t h at  m a y   o f f er   p o r tio n   o f   th e s f o ca p o in ts   co n tr asted   w it h   s ta n d ar d   ef f ici en T R US - B x ,   as  ap p ea r ed   d ir ec ex a m in a tio n   o f   th t w o   b io p s y   ap p r o ac h es  i n   th an al y s i s   [ 1 8 ,   1 9 ] .   T h an al y s i s   o f   p r o s tate  ca n ce r   d if f e r s   f r o m   th at  i n   o th er   s tr o n g   o r g an   ca n ce r   w h er e   i m a g in g   is   u tili ze d   to   d is tin g u i s h   th o s p atien t s   w h o   r eq u ir b io p s y .   T h p r o s tate  m al ig n a n g r o w th   d em o n s tr ati v p at h w a y   o f f er s   tr an s r ec tal   u l tr aso u n d - g u id ed   b io p s y   ( T R US - b io p s y )   i n   m e n   w h o   p r esen t   w it h   r aised   s er u m   p r o s tate - s p ec if ic  an ti g e n   ( P S A )   [ 2 0 ] .   I m a g i n g   b io m ar k er s   ( I B s )   ar es s en t ial  to   t h s tan d ar d   ad m in i s tr atio n   o f   p atie n ts   w it h   t h d is ea s e.   I B u ti lized   d ay   b y   d a y   i n   o n co lo g y   to   i n co r p o r ate  clin ical  T NM   ar r an g e,   tar g et  r ea ctio n ,   an d   l ef v e n tr ic u lar   d is ch ar g d i v is io n .   Oth er   C T ,   MRI,   PE T ,   an d   u ltra s o n o g r ap h y   b io m ar k er s   ar u tili ze d   w id el y   in   m ali g n an g r o w t h   r esear c h   an d   m ed icatio n   i m p r o v e m en t   [ 2 1 ,   2 2 ] .   Ne w   I B s   s h o u ld   b b u ilt  u p   eit h er   as  h e lp f u l   ap p ar atu s es  f o r   test in g   r esear ch   s p ec u latio n s   i n   cli n ica p r eli m i n ar ies  a n d   r esear ch   e x a m in e s   o r   as   cli n ic al  n ec e s s ar y   lead er s h ip   in s tr u m en ts   f o r   u s in   h u m an   s er v i ce s ,   b y   i n ter s ec tio n   ' tr a n s latio n al  g ap s th r o u g h   ap p r o v al  an d   ca p ab ilit y   [ 2 3 ,   2 4 ] .   E n d ea v o r s   to   s et   u p   a   q u a n ti tativ e   w a y   to   d ea l   w it h   t h C T - b ased   p o r tr ay al  o f   th e   lu n g   p ar en c h y m i n   i n ter s titi al  l u n g   m a lad y   ( co u n ti n g   e m p h y s e m a)   h a s   b ee n   lo o k ed   at  co n t in u o u s l y .   T h ex ac tn e s s   o f   t h ese  ap p ar atu s e s   m u s b s ite   f r ee .   Mu l ti - in d icato r   p u s h   C T   h as  r e m ai n ed   th h i g h est  q u a lit y   lev e f o r   i m ag in g   th l u n g ,   an d   it  g iv e s   th ca p ac it y   t o   p ictu r b o th   lu n g   s tr u ct u r j u s t a s   l u n g   w o r k   [ 2 5 ] .         3.   I M P L E M E NT AT I O N   3 . 1 .     Da t a   c o llect io n   T h d ata  s et  co m p r is e s   3 0 4 5   i m a g es  o f   H R C T   w it h   t h r ee - d i m en s io n al   an n o tated   p ath o l o g ical  l u n g   tis s u r eg io n s   to g et h er   w it h   m ed ical  cr iter ia  o f   I L co n d itio n s   th at   h a v b ee n   co n f ir m ed   p ath o lo g ica ll y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Decem b er   2020     6 2 8 3   -   6 2 9 1   6286   I co n tain s   1 2 8   p atien ts   w it h   o n o f   th ir tee n   I L h i s to l o g ical   co n d itio n s ,   1 0 8   im ag s er ie s   o f   o v er   4 1   liter s   o f   an n o tated   p u l m o n ar y   ti s s u p atter n s ,   an d   co m p r e h en s iv co llectio n   o f   9 9   m ed ical  p ar am eter s .   I p r o v id es  DI C OM   i m ag e s   an d   . tx f ile  w it h   a n n o tatio n s .   T h en   t h er is   u s ed   Fil e v ie w er   P lu s   s o f t w ar to   co n v er . r o to   . j p g   f o r m at  a s   s h o w n   i n   T ab le  1 .   L ater ,   w b u ilt  an   al g o r it h m   in   Ma t lab   to   ch an g t h n a m o f   i m a g f iles   ( b ec au s t h s a m e   n a m e s   w er ex i s ti n g   f o r   m a n y   f iles ) .   E a ch   i m a g co n tain s   9 6   d p an d   5 1 2   p ix els  f o r   b o th   w id t h   a n d   h e ig h t.  T h d ata   o r g an ized   i n   d i f f er en c lass e s   ac co r d in g   to   t h v ar iet y   o f   I L s u c h   a s   f ib r o s is ,   h ea lt h y ,   e m p h y s e m a,   g r o u n d   g las s ,   co n s o lid atio n ,   m icr o n o d u les,  b r o n ch ial   w al th ick en in g ,   r etic u latio n ,   c y s t s ,   m ac r o   n o d u le s ,   p er ip h er al  m icr o n o d u les,  b r o n ch iec tasi s ,   air   tr a p p in g ,   i n cr ea s ed   atten u a tio n ,   ea r l y   f ib r o s is ,   tu b er c u lo s is ,   a n d   P C P .   I c o n tain ed   th co m m o n   I L ca te g o r ies  w er h ea lt h y ,   e m p h y s e m a,   g r o u n d - g la s s ,   f ib r o s is ,   a n d   m icr o n o d u les as s h o w n   i n   T ab le  2 .       T ab le  1 .   Data s et  lab els an d   th e   to tal  n u m b er   o f   i m a g e s   f o r   ea ch   lab el  w ith   a n   ex a m p le   C a t e g o r y   I mag e s   Ex a mp l e   C a t e g o r y   I mag e s   Ex a mp l e   B r o n c h i e c t a si s       88     h e a l t h y   2 1 9     c o   n so l i d a t i o n   1 6 5     i n c r e a se d a t t e n u a t i o n   20     c y st s   24     mac r o n o d u l e s   1 1 5     e a r l y _ f i b r o si s   26     mi c r o n o d u l e s   5 2 9         T ab le  2 .   C o m m o n   I L ca teg o r y   a n d   its   d escr ip tio n   C o mm o n   I L D   C a t e g o r y   D e scri p t i o n   h e a l t h y   N o r mal   c o n d i t i o n   e mp h y se ma   Emp h y se ma  i c o mm o n l y   u se d   f o r   r h e u ma t o i d   a r t h r i t i s - a sso c i a t e d   d i so r d e r r e l a t e d   t o   t o b a c c o   smo k i n g   i n   p a t i e n t s w i t h   i d i o p a t h i c   p u l mo n a r y   f i b r o si s (I P F )   a n d   I L D .   g r o u n d - g l a ss   I t   i d e scri p t i v e   o f   a n   a r e a   i n   w h i c h   C T   w i t h   b r o n c h i a l   a n d   v a sc u l a r   mar k i n g a r e   mo r e   a t t e n u a t e d   i n   t h e   l u n g .   f i b r o si s   W h e n   d a m a g e d   o r   sca r r e d   l u n g   t i ss u e   mi c r o n o d u l e s   I n c l u d e s mi l i a r y   t u b e r c u l o si a n d   e n d o b r o n c h i a l   d i se a se   d i sse mi n a t i o n       3 . 2 .     Me t ho do lo g y   S m aller V GGNe is   th e   C N ar ch itect u r u s ed   f o r   th p r o p o s ed   w o r k ,   s tr ea m li n ed   v er s io n   o f   it s   en o r m o u s   s ib li n g ,   VG GNe t.  T h s tag es  o f   t h p r o p o s ed   w o r k   p ictu r ed   in   th g iv e n   b lo ck   d iag r a m   a s   s h o wn   in   Fi g u r 1 .   T h en tire   i m p le m en t atio n   p r o ce s s   h as t h r ee   s ta g es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I d en tifi ca tio n   o f i n ters titi a l lu n g   d is ea s es u s in g   d ee p   lea r n in g   ( N id h in   R a ju )   6287   3 . 2 . 1 .   B uil t he  da t a s et     T h d ataset  cr ea tio n   alg o r it h m   b u i lt  b y   i n cl u d in g   t h B in g   I m a g Sear c h   A P I   o f   Mic r o s o f t,  w h ich   w a s   p ar o f   Mic r o s o f t 's  co g n i tiv s er v ice s ,   to   b r in g   A I   to   th te x t,  s p ee ch ,   v i s io n ,   a n d   m o r e   f o r   ap p s   a n d   s o f t w ar to   b u ild   th th o r o u g h l y   lear n ed   i m a g d atasets .   A f ter   th is   p er io d ,   if   it  n ee d s   to   u s f o r   f u r t h er   i m p le m en ta tio n ,   t h en   it r eq u ir ed   to   p ay   s o m a m o u n t to   g o o g le  f o r   th u s a g e.     3 . 2 . 2 .   T ra i n t he  m o del   T h d ata  au g m en tatio n   is   d o n b y   u s in g   class   ca lled   I m ag e Data Ge n er ato r ,   m et h o d   u s ed   to   ca p tu r cu r r en i m a g es  in   o u r   d ataset  a n d   to   p r o d u ce   ex tr tr ain in g   d ata  u s i n g   r a n d o m   tr an s f o r m atio n s   ( r o tatio n s ,   s h ea r ,   etc. ) .   T h au g m e n tatio n   o f   d ata  u s ed   t o   av o id   o v er f itti n g .   I n cr e m e n tal  i m p r o v e m en t s   th r o u g h   b ac k p r o p ag atio n   w o u ld   co n tr ib u te  to   t h tr ain i n g   o f   o u r   Net w o r k   f o r   7 5   E P OC HS.  W s et  an   i n it ial   lear n in g   r ate   as  3   ( A d a m   Op t i m izer   d e f au l v alu e) .   W u s e d   b atch   s ize  o f   3 2   f o r   t h is   p r o j ec t.  T h e   i m ag e s   w il l s u b s eq u e n tl y   b r esized   a s   9 6 x 9 6   w i th   th r ee   c h an n el s .   F ir s t,  th a lg o r it h m   lo ad s   ea ch   i m ag e   in to   m e m o r y   f r o m   d is k .   T h en ,   it p er f o r m s   p r ep r o ce s s in g   b y   r es izin g   i m a g es  w ith   w id t h   a n d   h ei g h t a s   9 6   an d   th e n   co n v er t it   in to   an   ar r a y   f o r m .   A   m u lt i - l ab el  clas s i f icatio n   ta s k   p er f o r m ed   to   s p lit  th p at h   i n to   s ev er al  lab el s .     A   2 - ele m e n li s i s   g en er ated   af ter   t h is   ex ec u tio n   a n d   th e n   ad d ed   to   th lab els.  T h en ,   co n v er t   th e   lis to   a n   ar r ay   o f   Nu m P y   a n d   s ca le  t h p ix el  in ten s itie s   to   th r an g o f   [ 0 , 1 ] .   R eg ar d in g   t h b in ar iza tio n   o f   m u lti - clas s   class i f icatio n   lab els,  t h Mu ltiL ab elB i n ar izer   class   o f   th s cien ce - lear n   l ib r ar y   u s ed .   T h en   th ese  lab el s   m atc h ed   an d   tr an s f o r m ed   in t o   v ec to r ,   w h ic h   e n co d es  t h clas s ( s )   o f   th i m a g e.   I n   m ac h in e   lear n i n g   p r ac tices ,   th e   n e x t   s tep   i s   to   d iv id t h d ata  f o r   tr ai n in g   a n d   tes tin g .   8 0 %   o f   th e   i m ag e s   ar allo ca ted   f o r   tr ain i n g ,   an d   2 0 f o r   test i n g .   T h is   th en   i n itial ized   th d ata  au g m e n tatio n   o b j ec t b ec au s th d ataset  co n tain ed   less   t h a n   1 , 0 0 0   i m ag e s   f o r   s o m ca te g o r ies.  An d   n e x t,  t h S m aller V GGNe m o d el  co m e s   in to   th p ict u r f o r   th M u lt i - lab el   clas s i f icatio n .   T h er u s ed   b i n ar y   cr o s s - e n tr o p y   r at h er   t h an   ca te g o r ical  cr o s s - en tr o p y   to   co m p ile  t h m o d el.   A f ter   t h tr ain i n g   co m p leted ,   w s av ed   th m o d el  an d   lab el  b in ar izer   to   d is k   b y   tr ai n i n g   w it h   o u r   d ata  au g m en tatio n   g en er ato r s .   T h ac cu r ac y   an d   lo s s   o f   th p lo w er s to r ed   as  a n   i m a g f ile     f r o m   t h er e.           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   t h p r o p o s ed   p r o j ec t       3 . 2 . 3 .   T est  t he  m o del   On ce   C NN  h as  b ee n   tr ain ed ,   it  co n s tr u cted   s c r ip t h at  co u ld   id en ti f y   o b j ec ts   th at  wer n o i n   tr ain i n g   o r   v alid atio n / test   co ll ec tio n .   T h p r e - p r o ce s s   o f   a n   i n p u t i m a g i s   d o n i n   t h s a m w a y   a s   m en tio n ed   in   t h tr ain i n g   p h a s e.   T h m o d el  an d   m u lti - lab el  b in ar izer   a r lo ad ed   f r o m   d is k   to   m e m o r y   b y   an   al g o r ith m .     I class i f ied   th i m ag a n d   ex tr ac ted   th to p m o s lab els  b ased   o n   in d ices.  T h ar r ay   in d e x   is   t h en   s o r ted   in   d escen d in g   o r d er   b y   its   r elate d   p r o b ab ilit y ,   r ec o r d in g   t h t o p m o s lab el  i n d ices,  w h ich   t h er ef o r is   th b est   o n in   t h n et w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Decem b er   2020     6 2 8 3   -   6 2 9 1   6288   Algorithm - 1   Input: HRCT images in .jpg format.   Output: Training loss and accuracy   1.   Set the paths of dataset, model, MLB object and image plotting path    2.   Load the images from dataset   3.   Pre - process each images     a. resize the image into 96*96     b. Change the raw pixel intensities of each image into the range [0, 1]    4.   Updating data list by extracting class labels (ILD category) and append it   5.   Binarize labels with the advanced multi - label of scikit learn   6.   Di vi de   da ta   in to   se ts   of   tr ai ni ng   an te st in g   us in 80 of   tr ai ni ng   da ta   an 20 of   test data.   7.   Binary cross - entropy compile the model and then store the model and MLB to the disk   8.   Store an image in disk with training loss and accuracy     Algorithm - 2   Input: HRCT image in .jpg format.   Output: Predict ILD  category with index   1.   Set the paths of dataset, model, MLB object and image plotting path    2.   Load the images from dataset   3.   Pre - process each images   a. resize into 96*96   b. Change the raw pixel intensities of each image into the range [0, 1]    4.   Load the CNN and MLB   5.   Predict the category of input image with index of the category   6.   Sh ow   th ou tp ut   by   di sp la yi ng   in pu im ag wi th   pr e di ct ed   ca te go ry   an co rr e sp on di ng   index     3 . 3 .     E x peri m ent a l r esu lt   I n   th i s   ex p er i m e n t,  t h to tal   n u m b er   o f   3 0 4 5   HR C T   im ag es  w er p r o ce s s ed .   E a ch   im ag w a s   co n v er ted   f r o m   . r o to   . j p g   f o r m at  f o r   th s m o o th   e x ec u ti o n   o f   th s y s te m .   T h en ,   th e s i m a g es  m an u all y   ar r an g ed   in   1 7   d if f er en ca te g o r ies  b ased   o n   I L ca te g o r i es  f o r   tr ai n i n g   th n et w o r k .   On ce   it   h a s   w h o l l y   tr ain ed ,   g o ac cu r ac y ,   an d   v alid ate d   th ac cu r a c y ,   9 5 %,  an d   9 4 %,  r esp ec tiv el y   as  s h o w n   i n   Fig u r 2 .     So m s a m p le   i m ag e s   w er ap p lied   to   th tr ain ed   n et w o r k ,   an d   it  co u ld   p r ed ic th e   ca te g o r ies  s u cc e s s i v el y ,   a n d   its   ca te g o r y   p r ed ictio n   r esu lts   ar g iv e n   as s h o w n   in   Fig u r es 3   an d   4 .           Fig u r 2 .   Gr ap h ical  r ep r esen ta tio n   o f   tr ain in g   lo s s   a n d   ac cu r ac y             Fig u r 3 .   P r ed icte d   as b r o n ch iecta s is   f o r   n e w   in p u t     Fig u r 4 .   P r ed icte d   as f r o u n d   f o r   n e w   i n p u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I d en tifi ca tio n   o f i n ters titi a l lu n g   d is ea s es u s in g   d ee p   lea r n in g   ( N id h in   R a ju )   6289   T h av ailab ilit y   o f   t h d ata  f o r   th is   e x p er i m e n w as  m i n i m al.   T h to tal  n u m b er   o f   3 0 4 5   HR C T   i m a g es   o n l y   co u ld   co llect  f o r   th is   e x p er i m e n t.  As  it   w as   d ee p   lear n in g   m o d el,   it   r eq u ir e s   m a s s i v a m o u n t   o f   d ata  to   tr ain   t h m o d el.   T h s u f f icie n n u m b er   o f   i m ag e s   p er   ea ch   class   ca n   p r o d u ce   g o o d   r esu lt  w h en   it   test ed .   T h an a l y s is   o f   th is   wo r k   w as   d o n b y   cr ea ti n g   1 2   d if f er en t   m o d el s   b y   co n s id er in g   t h n u m b er   o f   class es  h a s   tak e n   a n d   test ed   i w ith   d i f f er en i m a g es.  I n   t h f ir s m o d el,   th er h a v tak e n   1 7   cla s s e s   an d   it s   g r ap h icall y   p icto r is ed   in   Fi g u r 5 .             Fig u r 5 .   Gr ap h ical  r ep r esen ta tio n   f o r   class if icatio n   o f   1 7   cla s s es       T h n ex m o d el  b u il w it h   f i v clas s es,  w h ic h   ar t h to p   co m m o n   ca te g o r ies  a m o n g   1 7   class es.     I n   th r e m ai n i n g   m o d els,  o n l y   t w o   cl ass e s   w er co n s id er ed ,   an d   f o r   ea ch   m o d el,   p ick ed   u p   w it h   t w o   v ar io u s   class es   f r o m   5   p o p u lar   class e s   as  s h o w n   in   Fi g u r 6 .   W h e n   s a m p le  i m a g es  test ed   w i th   ea c h   m o d el,   t h er w a s   s h o w i n g   ac c u r ac y   v ar iatio n s   i n   ea ch   m o d el.   T h aim   o f   cr ea tin g   m o d els  w i th   t w o   c la s s es  w a s   t h at  o n ce   i f   co u ld   ab le  to   f in d   th to p   2   c lass es  f r o m   t h 1 7   class es  m o d el,   it  ca n   ap p ly   in   2   class e s   m o d el,   w h ich   w a s   cr ea ted   b y   th a t to p   p r ed icted   c lass es.  T h is   ac ti v it y   ca n   b u s e d   to   clar if y   th d is ea s o n ce   m o r e.           Fig u r 6 .   Gr ap h ical  r ep r esen ta tio n   f o r   class if icatio n   o f   5   clas s es       4.   L I M I T AT I O NS   T h li m ited   n u m b er   o f   tr ain i n g   d ata  w as  o n o f   th e   cr itic al  d r a w b ac k s   o f   th i s   al g o r ith m .   I d ea ll y ,   w h e n   tr ain i n g   co n v o l u tio n al  n eu r al  n et w o r k ,   it  r eq u ir ed   at  least  5 0 0 - 1 0 0 0   im ag e s   p er   ea ch   class .   Ot h er w i s e,   it  af f ec ted   th ac c u r ac y   o f   th r esu lt.  O n o th er   d is ad v a n t ag is   t h at  t h s y s te m   ta k es  2 - 3   h o u r s   to   tr ai n   th n et w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Decem b er   2020     6 2 8 3   -   6 2 9 1   6290   5.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p r o p o s ed   w o r k ,   d ee p   lear n in g   C NN  ar c h itect u r n a m ed   S m aller V GGNe u s ed   to   class if y   th I L ca te g o r y   f r o m   1 7   d if f er en ca teg o r ies  b y   p r o ce s s in g   HR C T   i m ag e s .   Fo r   th is   ex p e r i m en t,  1 2   v ar io u s   d ee p   lear n in g   m o d els  co n s tr u c ted   ac co r d in g   to   th n u m b er   o f   clas s es  u s ed   f o r   ea ch   m o d el.     T h n et w o r k   w it h   1 7   class e s   co u ld   ab le  to   tr ai n   t h s y s te m   w it h   9 5 ac c u r ac y   r ate.   Af ter   t h at,   f e w   n u m b er s   o f   i n p u t   i m ag e s   w er s u b m itted   to   th tr ai n ed   th s y s te m ,   a n d   it  co u ld   class if y   t h I L ca teg o r ies  s u cc es s i v el y .     T h r em ai n in g   m o d els  also   cr ea ted   b ased   o n   th d is ea s es  w h ic h   h a v b ee n   o cc u r r in g   m o s co m m o n l y .     On ce   t h to p m o s d is ea s ca te g o r y   ca n   b ab le  to   id en ti f y ,   a g ain ,   i ca n   c h ec k   w it h   th s u b - m o d els  f o r   b etter   clar it y .   Af ter   ap p l y i n g   s o m e   s a m p le s   o n   t h p r o ce d u r m en tio n ed   ab o v e,   it  s h o w ed   s o m v ar iatio n   i n   p r ed ic tin g   t h r es u lt.  B ased   o n   t h a v ailab ilit y   o f   d ata  f o r   ea ch   clas s ,   t h m o d els  g en er at ed   d if f er e n r es u lt s .   T h m o d els  i n   w h ic h   clas s es   co n tain ed   r ig h a m o u n o f   d ata  g av g o o d   r esu lt  in   p r ed ictin g   th I L D   ca teg o r y   t h a n   m o d els  in   w h ic h   cla s s e s   i n cl u d ed   less   a m o u n o f   d ata.   Hen ce   t h is   s t u d y   ca n   b p r o ce s s ed   f o r   ea r l y - s ta g d etec tio n   o f   I L f o r   b etter   tr ea tm en to   t h p atien ts .   I n   t h f u t u r e,   th i s   s y s te m   ca n   b u t ilized   to   ex ec u te   t h s y s te m   w it h o u t   r esizin g   t h i m a g es   an d   to   ap p ly   m o r f ilter s   to   i n cr ea s e   th ac c u r ac y   o f     th r esu lt.       RE F E R E NC E   [1 ]   Işın ,   A li ,   Ce m   Dire k o ğ lu ,   a n d   M e li k e   Ş a h ,   " R e v ie o M RI - b a se d   b ra in   tu m o i m a g e   se g m e n ta t io n   u si n g   d e e p   lea rn in g   m e th o d s, "   Pro c e d ia   Co m p u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 0 2 ,   p p .   3 1 7 - 3 2 4 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   L iu ,   S iq i ,   e a l.   " Early   d iag n o sis  o f   A lzh e i m e r ' d ise a se   w it h   d e e p   l e a rn in g , "   IEE 1 1 th   in ter n a ti o n a l   sy mp o siu m o n   b io me d ic a ima g i n g   ( IS BI) ,   p p .   1 0 1 5 - 1 0 1 8 ,   2 0 1 4 .               [3 ]   L isk o w s k i,   P a w e ł,   a n d   K.   K ra w i e c ,   " S e g m e n ti n g   re ti n a b lo o d   v e ss e ls  w it h   d e e p   n e u r a n e tw o rk s, "     IEE T ra n sa c ti o n o n   M e d ica I ma g in g ,   v o l.   3 5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 3 6 9 - 2 3 8 0 ,   2 0 1 6 .       [4 ]   S c h o ll ,   In g rid ,   A a c h ,   T . ,   De se rn o ,   T .   M . ,   a n d   K u h le n ,   T . ,   " Ch a ll e n g e o f   m e d ica i m a g e   p ro c e ss in g , "   Co mp u te r   s c ien c e - Res e a rc h   a n d   d e v e lo p me n t,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   5 - 1 3 ,   2 0 1 1 .   [5 ]   W e e se ,   rg e n ,   a n d   Cristi a n   L o re n z ,   " F o u c h a ll e n g e in   m e d ica l   i m a g e   a n a l y sis   f ro m   a n   in d u stri a p e rsp e c ti v e , "   El se v ier ,   n o .   4 4 - 4 9 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   L it jen s,  G e e rt,   e a l. ,   " A   su rv e y   o n   d e e p   lea rn in g   i n   m e d ica ima g e   a n a l y sis, M e d ica ima g e   a n a lys is ,   v o l.   4 2 ,     p p .   6 0 - 8 8 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   G ib so n ,   El i,   e a l. ,   " Nif t y Ne t:   a   d e e p - lea rn in g   p latf o rm   f o m e d ica im a g i n g , Co mp u ter   me th o d a n d   p ro g r a ms   i n   b io me d ici n e ,   v o l.   1 5 8 ,   p p .   1 1 3 - 1 2 2 ,   2 0 1 6 .   [8 ]   W a n g ,   X iao so n g ,   e a l.   " Ch e stx - ra y 8 Ho sp it a l - sc a le  c h e st  x - ra y   d a tab a se   a n d   b e n c h m a rk s   o n   we a k l y - su p e rv ise d   c las si f ica ti o n   a n d   lo c a li z a ti o n   o f   c o m m o n   th o ra x   d ise a se s, "   Pro c e e d in g o t h e   IEE E   Co n fer e n c e   o n   Co mp u ter   Vi sio n   a n d   P a tt e rn   Rec o g n it i o n ,   p p .   2 0 9 7 - 2 1 0 6 ,   2 0 1 7 .   [9 ]   G re e n sp a n ,   Ha y it ,   Bra m   V a n   G in n e k e n ,   a n d   R o n a ld   M .   S u m m e rs,  " G u e st  e d it o rial  d e e p   lea rn in g   in   m e d ica l   im a g in g Ov e r v ie w   a n d   f u tu re   p ro m i se   o f   a n   e x c it in g   n e w   tec h n iq u e , "   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   M e d ica Ima g i n g ,     v o l.   3 5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 1 5 3 - 1 1 5 9 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   S p a m p in a to ,   Co n c e tt o ,   e a l. ,   " De e p   lea rn in g   f o a u to m a ted   sk e let a b o n e   a g e   a ss e ss m e n in   X - ra y   i m a g e s, "   M e d ica ima g e   a n a lys is,   v o l.   3 6 ,   p p .   4 1 - 5 1 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   Kim ,   Eu n ice   J.,   e a l.   " Us u a in ters ti ti a p n e u m o n ia  in   r h e u m a to id   a rth rit is - a ss o c iate d   i n ters ti ti a lu n g   d ise a se , "   Eu ro p e a n   Res p ira to ry   J o u rn a l ,   v o l.   3 5 ,   n o .   6 ,   p p .   1 3 2 2 - 1 3 2 8 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   F a th i,   M a ry a m ,   e a l. ,   " In ters ti ti a lu n g   d ise a se ,   a   c o m m o n   m a n if e sta ti o n   o f   n e w l y   d iag n o se d   p o ly m y o siti a n d   d e rm a to m y o siti s, "   An n a ls o f   th e   r h e u ma ti c   d ise a se s ,   v o l.   6 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 7 - 3 0 1 ,   2 0 0 4 .   [1 3 ]   L e e ,   Yo o n   Jin ,   e a l. ,   " He p a to c e ll u lar  c a rc in o m a d iag n o stic  p e rf o rm a n c e   o f   m u lt id e tec to CT   a n d   M im a g in g -   a   s y st e m a ti c   re v ie w   a n d   m e ta - a n a ly sis, "   Ra d io l o g y ,   v o l.   2 7 5 ,   n o .   1 ,   p p .   9 7 - 1 0 9 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   Ha rt m a n ,   T h o m a E. ,   e t   a l. ,   " N o n sp e c if ic  in ters ti ti a p n e u m o n ia v a riab le  a p p e a ra nc e   a h ig h - re so lu ti o n   c h e st   CT , "   Ra d io l o g y ,   v o l .   2 1 7 ,   n o .   3 ,   p p .   7 0 1 - 7 0 5 ,   2 0 0 0 .   [1 5 ]   Ka n g ,   Eu n h e e ,   Ju n h o n g   M i n ,   a n d   Jo n g   Ch u Ye ,   " A   d e e p   c o n v o lu t io n a n e u ra n e tw o rk   u sin g   d irec ti o n a w a v e lets   f o l o w ‐d o se   X ‐ra y   CT   re c o n stru c ti o n , "   M e d ica p h y sic s ,   v o l.   4 4 ,   n o .   1 0 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   M il leta ri,   F a u sto ,   Na ss i Na v a b ,   a n d   S e y e d - A h m a d   A h m a d i,   "V - n e t:   F u ll y   c o n v o lu ti o n a n e u r a n e tw o rk f o v o lu m e tri c   m e d ica i m a g e   se g m e n tatio n , "   Fo u rth   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   3 D V isi o n   ( 3 DV),   p p .   5 6 5 - 5 7 1 ,   2 0 1 6 .   [1 7 ]   T a jb a k h sh ,   Nim a ,   e a l.   " Co n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk f o m e d ica ima g e   a n a l y sis F u ll   train in g   o f in e   tu n i n g ? , "   IEE tra n sa c ti o n o n   m e d ica ima g i n g ,   v o l.   3 5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 9 9 - 1 3 1 2 ,   2 0 1 9 .   [1 8 ]   Av e n d i,   M .   R. ,   A ra sh   Kh e ra d v a r,   a n d   Ha m id   Ja f a rk h a n i,   " c o m b in e d   d e e p - lea rn in g   a n d   d e f o r m a b le - m o d e l   a p p ro a c h   t o   f u ll y   a u to m a ti c   se g m e n tatio n   o f   th e   lef v e n tri c le  in   c a rd iac   M RI, "   M e d ica ima g e   a n a lys is ,   v o l .   3 0 ,   p p .   1 0 8 - 1 1 9 ,   2 0 1 6 .   [1 9 ]   S c h o o ts,  Iv o   G . ,   e a l. ,   " M a g n e ti c   re so n a n c e   im a g in g - targ e ted   b i o p sy   m a y   e n h a n c e   th e   d iag n o sti c   a c c u ra c y   o sig n if ica n p ro sta te  c a n c e d e tec ti o n   c o m p a re d   to   sta n d a r d   tran s re c tal  u lt ra so u n d - g u i d e d   b i o p sy A   s y st e m a ti c   re v ie w   a n d   m e ta - a n a l y sis, "   Eu ro p e a n   u r o lo g y ,   v o l .   6 8 ,   n o .   3 ,   p p .   4 3 8 - 4 5 0 ,   2 0 1 5 .   [2 0 ]   A h m e d ,   Ha sh i m   U.,   e a l. ,   " Dia g n o s ti c   a c c u ra c y   o f   m u lt i - p a ra m e tri c   M RI  a n d   T RUS  b io p sy   in   p ro sta te  c a n c e (P ROMI S ):  A   p a ire d   v a li d a ti n g   c o n f irm a to r y   stu d y , "   T h e   L a n c e t ,   v o l.   3 8 9 ,   p p .   8 1 5 - 8 2 2 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I d en tifi ca tio n   o f i n ters titi a l lu n g   d is ea s es u s in g   d ee p   lea r n in g   ( N id h in   R a ju )   6291   [2 1 ]   S m it h - Bin d m a n ,   Re b e c c a ,   e a l. ,   " Us e   o f   d iag n o stic  im a g in g   stu d i e a n d   a ss o c iate d   ra d iatio n   e x p o s u re   f o p a ti e n ts  e n ro ll e d   in   larg e   in teg ra ted   h e a lt h   c a re   s y ste m s,  1 9 9 6 - 2 0 1 0 , "   J a ma ,   v o l.   3 0 7 ,   n o .   2 2 ,   p p .   2 4 0 0 - 2 4 0 9 ,   2 0 1 2 .   [2 2 ]   Yin ,   X iao - X ia,  S i ll a s   Ha d ji lo u c a s,  a n d   Ya n c h u n   Zh a n g ,   " In tro d u c ti o n   a n d   M o ti v a ti o n   f o Co n d u c ti n g   M e d ica l   Im a g e   A n a l y sis, "   Pa tt e rn   Cla ss if i c a ti o n   o f   M e d ica Im a g e s: Co m p u ter   Ai d e d   Dia g n o sis,   p p .   1 - 2 6 ,   2 0 1 7 .   [2 3 ]   P h a m ,   Dz u n g   L . ,   C h e n y a n g   X u ,   a n d   Je rry   L .   P rin c e ,   " Cu rre n m e th o d in   m e d ica i m a g e   se g m e n tatio n , "     An n u a l   r e v iew o b i o me d ica e n g i n e e rin g ,   v o l.   2 ,   n o .   1 ,   p p .   3 1 5 - 3 3 7 ,   2 0 0 0 .   [2 4 ]   O' c o n n o r,   Ja m e P B,   e a l. ,   " I m a g in g   b io m a r k e ro a d m a p   f o c a n c e stu d ies , "   N a tu re   re v iews   Cli n ica o n c o lo g y ,   v o l.   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 9 - 1 8 6 ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   Ho ffm a n ,   Eri c   A . ,   e t   a l. ,   " Ch a ra c teriz a ti o n   o f   th e   in ters ti ti a lu n g   d ise a se v i a   d e n sit y - b a se d   a n d   tex tu re - b a s e d   a n a ly sis  o c o m p u ted   to m o g ra p h y   i m a g e o f   lu n g   stru c tu re   a n d   fu n c ti o n 1 , "   Aca d e mic   ra d i o l o g y ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 0 ,     p p .   1 1 0 4 - 1 1 1 8 ,   2 0 0 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Nid h i n   Ra j u   h a s   b e e n   w o rk in g   a s   a n   A s so c iate   S o f t w a r e   E n g in e e in   Ce n tre  f o Di g it a In n o v a ti o n ,   CHRIST   (De e m e d   to   b e   Un iv e rsit y ),   In d ia.  He   p e ru sin g   M . P h il   i n   Co m p u ter  S c ien c e   f ro m   CHRIST   (D e e m e d   to   b e   U n iv e rsity ),   In d ia.   His  re se a rc h   in tere st  is  I m a g e   p ro c e ss in g   a n De e p   L e a rn in g .   He   h a s p u b l ish e d   a   re se a rc h   p a p e in   a n   I n tern a ti o n a jo u r n a l.   Em a il n id h i n . ra ju @re s.c h rist u n iv e rsit y . in           Dr .   An ita   H .   B .   is   w o rk in g   a A s so c iate   P r o f e ss o in   t h e   De p a rtm e n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a t   CHRIST   (De e m e d   to   b e   Un iv e rsity ).   S h e   h a re c e iv e d   a   P h f r o m   G u lb a rg a   Un iv e rsit y ,   In d ia,   in   2 0 1 4 .   M CA   d e g re e   f ro m   In d ir a   G a n d h Na ti o n a O p e n   U n iv e rsity   in   2 0 0 3 .   He re se a rc h   in te re st   is  Im a g e   p ro c e ss in g ,   S o u n d   p ro c e ss in g   a n d   M a c h i n e   L e a rn in g .   S h e   h a p u b li s h e d   m a n y   p a p e rs  in   i n tern a ti o n a a n d   n a ti o n a c o n f e re n c e   a n d   p u b li sh e d   tw o   Bo o k   c h a p ters   in   S p ri n g e L in k ,   In d ia.   A lso ,   sh e   h a s p u b li sh e d   m a n y   re s e a rc h   p a p e rs i n   I n tern a ti o n a j o u r n a ls.   Em a il a n it a . h b @c h rist u n iv e rsity . in                  Pete r   A u g u sti n e   h a s   b e e n   w o rk in g   a a n   A ss o c iat e   P ro f e ss o in   th e   De p a rtm e n o Co m p u ter   S c ien c e ,   CHRIST   (De e m e d   to   b e   Un iv e rsit y ),   Ba n g a lo re .   P e ter  A u g u stin e   h a a   P h i n   M e d ica l   Im a g e   P ro c e ss in g   in   Clo u d   En v ir o n m e n t,   w it h   o v e 8   y e a r in   c lo u d   c o m p u ti n g   a n d   5   y e a rs  in   Big   Da ta  A n a l y ti c s.   He   h a s   a u th o re d   v a rio u re se a rc h   p a p e rs  p u b li sh e d   in   p e e r - re v ie w e d   jo u rn a ls .   He   h a b e e n   in v o lv e d   i n   a   M a jo r   Re se a rc h   P ro jec u si n g   Clo u d   C o m p u ti n g   w h ich   c o sts  m o re   th a n   1 8   lak h s.  He   h a a lso   c o ll a b o ra t e d   w it h   S t.   J o h n ’s  M e d ica Re s e a rc h   In stit u te  f o t h e   re se a rc h   p ro jec to   d iag n o se   L u n g   Dise a se u sin g   c u tt in g - e d g e   A a n d   M a c h in e   L e a rn in g .   His  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   a rti f icia in telli g e n c e ,   Io T   a n d   b ig   d a ta  a n a ly sis  in   th e   a re a   o f   He a lt h c a re   a n d   d a ta   m in in g ,   a n d   h u m a n   c o m p u ter  i n t e r a c ti o n .   He   h a w rit ten   c h a p ters   f o th e   b o o k f o c u sin g   o n   so m e   o f   th e   e m e rg in g   tec h n o lo g ies   su c h   a Io T ,   Da ta  A n a l y t ic a n d   S c ien c e ,   Bl o c k c h a in   a n d   Dig it a Tw in .   Em a il p e ter.au g u stin e @c h ristu n i v e rsit y . in     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.