Pythonで体感! 医療とAIはじめの一歩**羊土社/宮野 悟/978-4-7581-2418-8/9784758124188**

販売価格
3,960円(税込み)
糖尿病・乳がん・残存歯のデータ、肺のX線画像を使って機械学習・深層学習を学ぶ体験型入門書
編著
宮野 悟
出版社
羊土社
分野
 
医学情報学

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書籍版 販売期間
2024/08/21~
JANコード
9784758124188
商品コード
9784758124188
発行 2024年8月
判型:A5判 239頁
ISBN 978-4-7581-2418-8

監:宮野 悟
編:中林 潤 / 木下 淳博 / 須藤 毅顕

本書のゴールは,肺のX線画像が肺炎かどうか予測する深層学習モデルを作成すること.Pythonが初めてでも大丈夫です.本書で機械学習やAIがグッと身近なものに!データサイエンス教育の教材としてもお勧め.

【目 次】
本書の使用にあたって
  
0章 演習準備 ~Google Colaboratoryの基本
 0-1 Google Colaboratoryとは
 0-2 試しに実行してみよう
  1)Googleアカウントを準備する 2)Colabを開く 3)セルに入力し,実行する 4)ノートブックを保存する,読み込む
 0-3 ライブラリを使ってみよう
 0-4 ファイルを読み込んでみよう
 0-5 その他のColabの特徴と注意事項
  1)GPUで演算できる 2)連続使用時間の制限に注意する
  
1章 Pythonに触ってみよう ~年齢と歯の本数
 1-1 演習用データの確認
 1-2 Pythonの基本
  1)変数 2)四則演算 3)変数の型 4)リスト 5)関数
 1-3 演習用データの読み込み
 1-4 データフレームの操作
 1-5 散布図を作成するためのデータ準備
 課題
  
2章 機械学習のしくみを理解しよう ~糖尿病と乳がんのデータ
 2-1 機械学習とは
  1)教師あり機械学習 2)教師なし機械学習
 2-2 教師あり機械学習の回帰とは
 2-3 線形回帰を実践してみよう
  STEP ⓪ 事前準備 ① データの用意 ② 学習モデルの選択 ③ データを入れて学習 ④ 傾き(偏回帰係数)と切片(定数項)を推定 ⑤ 未知の特徴量xで予測 ⑥ モデルの評価
 2-4 学習用データと検証用データの分割
 2-5 ロジスティック回帰を実践してみよう
  STEP ⓪ 事前準備 ① データの用意 ② 学習モデルの選択 ③ 学習用データを用いて学習 ④ 傾き(偏回帰係数)と切片(定数項)を推定 ⑤ 新しい変数で予測 ⑥ モデルの評価
  [COLUMN]ロジスティック回帰式
 課題
  
3章 さまざまな機械学習を理解しよう
 3-1 機械学習のアルゴリズム
 3-2 サポートベクターマシンを実践してみよう
  STEP ⓪ 事前準備 ① データの用意 ② 学習モデルの選択 ③ データを入れて学習 ④ 予測を行う ⑤ モデルの評価
  [COLUMN]ハイパーパラメータ
 3-3 決定木分析を実践してみよう
  STEP ⓪ 事前準備 ① データの用意 ② 学習モデルの選択 ③ データを入れて学習 ④ 予測を行う ⑤ モデルの評価
 3-4 ランダムフォレストを実践してみよう
  STEP ⓪ 事前準備 ① データの用意 ② 学習モデルの選択 ③ データを入れて学習 ④ 予測を行う ⑤ モデルの評価
  課題
  
4章 深層学習のしくみを理解しよう
 4-1 深層学習とは
 4-2 深層学習の流れ
  1)ニューロンと人工ニューロン 2)ニューラルネットワークを使った深層学習
  [COLUMN]ReLU関数とシグモイド関数の計算方法
 4-3 深層学習を実践してみよう
  STEP ① データの用意 ② 学習用データでの学習 ③ 損失と重みの更新 ④ 結果の確認 ⑤ テスト用データでのモデルの評価
 4-4 学習モデルの改良
  課題
  
5章 肺のX線画像を用いた画像分類にトライしよう
 5-1 外部のデータを読み込む
 5-2 デジタル画像のデータは数値で表すことができる
 5-3 肺のX線画像の分類モデルを作成してみよう
  STEP ① 肺のX線画像ファイルのリスト作成 ② 画像ファイル数の集計と変数の作成 ③ 健康な肺のX線画像の読み込み ④ 肺炎のX線画像の読み込み ⑤ X線画像のシャッフル ⑥ 深層学習モデルの作成
 5-4 未知のデータが肺炎かどうかを予測
 課題
  
展 望 進化する深層学習――その発展の歴史と未来
  
Topics 医療とAIのこれから
  1 AIによる未来医療のためのロードマップ
  2 医療における意思決定のために
  3 公共データベースを用いたオミクス解析
  4 医学ビッグデータ研究におけるバイオバンク
  5 医療ビッグデータ解析のためのアルゴリズム
  6 AIのこれからと企業の取り組み
  7 スタートアップで医師がAI医療機器を開発するということ
  8 AIの病院への実装