論文の概要: MammoFL: Mammographic Breast Density Estimation using Federated Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.05575v4
- Date: Tue, 12 Dec 2023 15:10:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 21:02:40.553808
- Title: MammoFL: Mammographic Breast Density Estimation using Federated Learning
- Title(参考訳): MammoFL:Federated Learningを用いたマンモグラフィ乳房密度推定
- Authors: Ramya Muthukrishnan, Angelina Heyler, Keshava Katti, Sarthak Pati,
Walter Mankowski, Aprupa Alahari, Michael Sanborn, Emily F. Conant,
Christopher Scott, Stacey Winham, Celine Vachon, Pratik Chaudhari, Despina
Kontos, Spyridon Bakas
- Abstract要約: 我々は,ニューラルネットワークを用いた定量的乳房密度推定を自動化した。
このツールは,多施設データセット上でのフェデレーション学習の強力なユースケースであることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.005028432197708
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this study, we automate quantitative mammographic breast density
estimation with neural networks and show that this tool is a strong use case
for federated learning on multi-institutional datasets. Our dataset included
bilateral CC-view and MLO-view mammographic images from two separate
institutions. Two U-Nets were separately trained on algorithm-generated labels
to perform segmentation of the breast and dense tissue from these images and
subsequently calculate breast percent density (PD). The networks were trained
with federated learning and compared to three non-federated baselines, one
trained on each single-institution dataset and one trained on the aggregated
multi-institution dataset. We demonstrate that training on multi-institution
datasets is critical to algorithm generalizability. We further show that
federated learning on multi-institutional datasets improves model
generalization to unseen data at nearly the same level as centralized training
on multi-institutional datasets, indicating that federated learning can be
applied to our method to improve algorithm generalizability while maintaining
patient privacy.
- Abstract(参考訳): 本研究では,ニューラルネットワークを用いた定量的乳房密度推定を自動化し,多施設データセット上でのフェデレート学習の強力なユースケースであることを示す。
対象は,2施設のCC-viewとMLO-viewのマンモグラフィー画像であった。
2つのU-Netは、これらの画像から乳腺と高密度組織のセグメンテーションを行い、次いで乳腺密度(PD)を計算するために、アルゴリズムによって生成されたラベルで別々に訓練された。
ネットワークは、フェデレーション学習でトレーニングされ、3つの非フェデレーションベースラインと比較して、1つはシングルインスティテュートデータセットで、もう1つは集約されたマルチインスティテュートデータセットでトレーニングされた。
アルゴリズムの一般化には,多施設データセットのトレーニングが不可欠であることを示す。
さらに,多施設データセットにおけるフェデレーション学習は,多施設データセットの集中型トレーニングとほぼ同レベルの非知覚データに対するモデル一般化を改善し,この手法にフェデレーション学習を適用し,患者のプライバシを保ちながらアルゴリズムの一般化性を向上させることができることを示した。
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