論文の概要: A Novel Attention Mechanism Using Anatomical Prior Probability Maps for
Thoracic Disease Classification from X-Ray Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.02998v1
- Date: Thu, 6 Oct 2022 15:38:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-07 16:10:23.202184
- Title: A Novel Attention Mechanism Using Anatomical Prior Probability Maps for
Thoracic Disease Classification from X-Ray Images
- Title(参考訳): X線画像からの胸部疾患分類のための解剖学的事前確率マップを用いた新しい注意機構
- Authors: Md. Iqbal Hossain, S. M. Jawwad Hossain, Mohammad Zunaed and Taufiq
Hasan
- Abstract要約: 胸部疾患は, 他と比較して, 特定の解剖学的領域で発生しやすいことが知られている。
まず, 胸部X線画像において, 特定の領域における疾患発生確率を示す疾患依存性空間確率を推定する。
次に、推定された解剖学的事前情報と、自動的に抽出される胸部領域とを組み合わせ、注目に基づく新しい分類モデルを開発する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.580765958706854
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Computer-aided disease diagnosis and prognosis based on medical images is a
rapidly emerging field. Many Convolutional Neural Network (CNN) architectures
have been developed by researchers for disease classification and localization
from chest X-ray images. It is known that different thoracic disease lesions
are more likely to occur in specific anatomical regions compared to others.
Based on this knowledge, we first estimate a disease-dependent spatial
probability, i.e., an anatomical prior, that indicates the probability of
occurrence of a disease in a specific region in a chest X-ray image. Next, we
develop a novel attention-based classification model that combines information
from the estimated anatomical prior and automatically extracted chest region of
interest (ROI) masks to provide attention to the feature maps generated from a
deep convolution network. Unlike previous works that utilize various
self-attention mechanisms, the proposed method leverages the extracted chest
ROI masks along with the probabilistic anatomical prior information, which
selects the region of interest for different diseases to provide attention. The
proposed method shows superior performance in disease classification on the NIH
ChestX-ray14 dataset compared to existing state-of-the-art methods while
reaching an area under the ROC curve (AUC) of 0.8427. Regarding disease
localization, the proposed method shows competitive performance compared to
state-of-the-art methods, achieving an accuracy of 61% with an Intersection
over Union (IoU) threshold of 0.3. The proposed method can also be generalized
to other medical image-based disease classification and localization tasks
where the probability of occurrence of the lesion is dependent on specific
anatomical sites.
- Abstract(参考訳): 医療画像に基づくコンピュータ支援疾患診断と予後は急速に発展している分野である。
多くの畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャは、胸部X線画像から疾患分類と局所化の研究者によって開発されている。
胸部疾患の病変は、特定の解剖学的領域において他の部位よりも多く発生することが知られている。
この知見に基づいて,胸部X線画像の特定の領域における疾患発生確率を示す解剖学的先行確率をまず,疾患依存性の空間確率として推定する。
次に, 深層畳み込みネットワークから生成された特徴マップに注意を向けるために, 推定解剖学的事前情報と自動抽出された胸部関心領域(roi)マスク情報を組み合わせた新しい注意に基づく分類モデルを開発した。
提案手法は, 様々な自己追跡機構を用いた先行研究とは異なり, 抽出された胸部roiマスクと確率的解剖学的事前情報を併用し, 異なる疾患に対する関心領域を選択し, 注意を喚起する。
提案手法はNIH ChestX-ray14データセットの疾患分類において,既存の最先端手法と比較して,ROC曲線(AUC)0.8427以下の領域に到達しながら優れた性能を示す。
疾患の局所化に関して,本手法は最先端手法と比較して競合性能を示し,IoU(Intersection over Union)閾値0.3の精度で61%の精度を達成した。
提案手法は, 病変発生確率が特定の解剖学的部位に依存する他の医用画像に基づく疾患分類および局所化タスクにも一般化することができる。
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