論文の概要: Multi-site Organ Segmentation with Federated Partial Supervision and
Site Adaptation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03911v1
- Date: Wed, 8 Feb 2023 07:07:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 17:05:08.799061
- Title: Multi-site Organ Segmentation with Federated Partial Supervision and
Site Adaptation
- Title(参考訳): フェデレーション部分監督と部位適応による多部位臓器セグメンテーション
- Authors: Pengbo Liu, Mengke Sun and S. Kevin Zhou
- Abstract要約: 本稿は,2相アグリゲーション・then-adaptationアプローチを用いて,これらの課題に対処することを目的とする。
集約の第1フェーズは、"大きなデータ"の強みを活用して単一のマルチオーガナイズドセグメンテーションモデルを学ぶ
サイト適応の第2段階は、各サイトの臓器セグメント化タスクの性能をさらに向上させるために、フェデレートされた多臓器セグメント化モデルをサイト固有の臓器セグメント化モデル(サイトごとの1つのモデル)に転送することである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.039141830423182
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Objective and Impact Statement: Accurate organ segmentation is critical for
many clinical applications at different clinical sites, which may have their
specific application requirements that concern different organs. Introduction:
However, learning high-quality, site-specific organ segmentation models is
challenging as it often needs on-site curation of a large number of annotated
images. Security concerns further complicate the matter. Methods: The paper
aims to tackle these challenges via a two-phase aggregation-then-adaptation
approach. The first phase of federated aggregation learns a single multi-organ
segmentation model by leveraging the strength of 'bigger data', which are
formed by (i) aggregating together datasets from multiple sites that with
different organ labels to provide partial supervision, and (ii) conducting
partially supervised learning without data breach. The second phase of site
adaptation is to transfer the federated multi-organ segmentation model to
site-specific organ segmentation models, one model per site, in order to
further improve the performance of each site's organ segmentation task.
Furthermore, improved marginal loss and exclusion loss functions are used to
avoid 'knowledge conflict' problem in a partially supervision mechanism.
Results and Conclusion: Extensive experiments on five organ segmentation
datasets demonstrate the effectiveness of our multi-site approach,
significantly outperforming the site-per-se learned models and achieving the
performance comparable to the centrally learned models.
- Abstract(参考訳): 目的と影響のステートメント: 臓器の正確な分割は、異なる臨床部位における多くの臨床応用において重要である。
しかし,多数の注釈付き画像のオンサイトキュレーションが必要な場合が多いため,高品質な部位別臓器分割モデルの学習は困難である。
セキュリティ上の懸念はさらに問題を複雑にする。
方法:本論文は,2相アグリゲーション・then-adaptationアプローチにより,これらの課題に対処することを目的とする。
フェデレーションアグリゲーションの第1フェーズは、"大きなデータ"の強みを利用して単一のマルチ組織セグメンテーションモデルを学ぶ。
(i)異なるオルガンラベルを持つ複数のサイトからデータセットを集約し、部分的な監督を提供する
(二)データ漏洩のない部分教師付き学習を行うこと。
サイト適応の第2フェーズは、フェデレートされたマルチオルガンセグメンテーションモデルをサイト毎のモデルであるサイト固有臓器セグメンテーションモデルに移すことで、各サイトの臓器セグメンテーションタスクの性能をさらに向上させる。
さらに, 限界損失と排除損失関数の改善により, 部分監督機構の「知識衝突」問題を回避することができる。
結果と結論:5つの臓器セグメンテーションデータセットの広範な実験により,多地点アプローチの有効性が示され,サイト単位の学習モデルに有意に優れ,中央学習モデルに匹敵する性能が達成された。
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