Deep Learning in Medical Imaging: Classification of Lumbar Spine Degeneration from MRI Scans

Thesis title: Deep Learning in Medical Imaging: Classification of Lumbar Spine Degeneration from MRI Scans
Author: Lukešová, Johana
Thesis type: Bachelor thesis
Supervisor: Vadinský, Ondřej
Opponents: Zamazal, Ondřej
Thesis language: English
Abstract:
The bachelor thesis focuses on the classification of lumbar spine degeneration from MRI scans using deep learning methods. The theoretical background covers neural networks for image processing, including convolutional neural networks, transfer learning, vision transformers, and medical image segmentation architectures. The practical part is based on the RSNA 2024 Lumbar Spine Degenerative Classification competition. After exploratory analysis of the MRI dataset, several direct classification benchmarks are trained and evaluated. Since each diagnosis depends on a specific condition, imaging plane, spinal level and side, the solution is further extended into a localization-guided workflow. The final pipeline combines anatomical localization, slice selection, ROI-based classification and model ensembling for making the predictions. The results show that this task cannot be treated as simple classification framework and that incorporating anatomical structure is essential.
Keywords: convolutional neural networks; vision transformers; medical imaging; lumbar spine degeneration; image classification; anatomical localization; deep learning
Thesis title: Deep Learning in Medical Imaging: Classification of Lumbar Spine Degeneration from MRI Scans
Author: Lukešová, Johana
Thesis type: Bakalářská práce
Supervisor: Vadinský, Ondřej
Opponents: Zamazal, Ondřej
Thesis language: English
Abstract:
Bakalářská práce se zaměřuje na klasifikaci degenerace bederní páteře z z MRI snímků pomocí metod hlubokého učení. Teoretická část se věnuje neuronovým sítím pro zpracování obrazu, včetně konvolučních neuronových sítí, přeneseného učení, vision transformerů a architektur pro segmentaci medicínských obrazů. Praktická část je založena na soutěži RSNA 2024 Lumbar Spine Degenerative Classification. Po explorativní analýze soutěžního datasetu je natrénováno a vyhodnoceno několik základních klasifikačních baseline modelů. Protože každá diagnóza závisí na konkrétním nálezu, zobrazovací rovině, úrovni páteře a straně, je řešení dále rozšířeno o lokalizačně řízený workflow. Finální postup kombinuje anatomickou lokalizaci, výběr řezu, klasifikaci založenou na oblasti zájmu a sestavování modelů pro vytváření finálních predikcí. Výsledky naznačují, že tuto úlohu nelze pojmout jako standardní klasifikační problém a že zapojení anatomické struktury je pro její řešení klíčové.
Keywords: hluboké učení; degenerativní změny bederní páteře; klasifikace obrazu; medicínské zobrazování; anatomická lokalizace; konvoluční neuronové sítě; vision transformery

Information about study

Study programme: Data Analytics
Type of study programme: Bakalářský studijní program
Assigned degree: Bc.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Information and Knowledge Engineering

Information on submission and defense

Date of assignment: 3. 10. 2024
Date of submission: 11. 5. 2026
Date of defense: 2026

Files for download

The files will be available after the defense of the thesis.

    Last update: