信頼性の高い医療画像セグメンテーションのための証拠に基づく校正された不確実性の活用

Kernkonzepte

本研究では、様々な医療画像セグメンテーションネットワークに簡単に統合できる基盤モデルであるDEviSを提案する。DEviSは、セグメンテーション精度の校正と堅牢性を高めるだけでなく、信頼性の高い予測のための高効率な不確実性推定も提供する。主観論理理論を活用し、医療画像セグメンテーションの問題に対して確率と不確実性を明示的にモデル化する。さらに、信頼性の高い予測と不確実性の推定を生成するための校正された不確実性ペナルティを開発する。最後に、不確実性を活用したフィルタリング戦略を提案し、医療データの品質指標や異常検知への応用を示す。

Zusammenfassung

本研究では、信頼性の高い医療画像セグメンテーションを実現するためのDEviSモデルを提案している。

1. DEviSは、様々な医療画像セグメンテーションネットワークに簡単に統合できる基盤モデルである。

2. DEviSは、セグメンテーション精度の校正と堅牢性を高めるだけでなく、信頼性の高い予測のための高効率な不確実性推定も提供する。

3. 主観論理理論を活用し、医療画像セグメンテーションの問題に対して確率と不確実性を明示的にモデル化する。

4. 信頼性の高い予測と不確実性の推定を生成するための校正された不確実性ペナルティを開発する。

5. 不確実性を活用したフィルタリング戦略を提案し、医療データの品質指標や異常検知への応用を示す。

6. 3つの公開データセット(ISIC2018、LiTS2017、BraTS2019)を用いて、DEviSの精度、堅牢性、不確実性推定の効率性と信頼性を検証した。

7. さらに、2つの臨床データセット(Johns Hopkins OCT、Duke-OCT-DME、FIVES)を用いて、DEviSの異常検知と医療データ品質指標への応用を示した。

Statistiken

医療画像セグメンテーションの精度は、ノイズや欠損の影響を受けやすい。
従来の手法では、不確実性の推定に計算コストがかかり、信頼性の高い予測が困難であった。
DEviSは、効率的な不確実性推定と信頼性の高い予測を実現する。

Zitate

"医療画像セグメンテーションは、疾病診断と治療評価に不可欠である。しかし、セグメンテーション領域の信頼性に対する懸念が臨床医の間に存在する。"
"DEviSは、様々な医療画像セグメンテーションネットワークに簡単に統合でき、セグメンテーション精度の校正と堅牢性を高めるだけでなく、信頼性の高い予測のための高効率な不確実性推定も提供する。"

Wichtige Erkenntnisse aus

Towards Reliable Medical Image Segmentation by utilizing Evidential Calibrated Uncertainty

by Ke Zou,Yidi ... um arxiv.org 04-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2301.00349.pdf

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