論文の概要: Brain Tumor Segmentation Based on Deep Learning, Attention Mechanisms,
and Energy-Based Uncertainty Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.00587v1
- Date: Sun, 31 Dec 2023 20:42:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-03 16:44:11.723906
- Title: Brain Tumor Segmentation Based on Deep Learning, Attention Mechanisms,
and Energy-Based Uncertainty Prediction
- Title（参考訳）: 深層学習, 注意機構, エネルギーによる不確かさ予測に基づく脳腫瘍の分節
- Authors: Zachary Schwehr and Sriman Achanta
- Abstract要約: 脳腫瘍は、死亡率80%を超える最も致命的ながんの1つである。
医学的分析では、脳腫瘍の手動アノテーションとセグメンテーションは複雑な作業である。
本稿では,データ前処理中に実装された関心領域検出アルゴリズムを提案する。
ソフトアテンションを持つ完全畳み込みオートエンコーダは、異なる脳MRIをセグメント化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Brain tumors are one of the deadliest forms of cancer with a mortality rate
of over 80%. A quick and accurate diagnosis is crucial to increase the chance
of survival. However, in medical analysis, the manual annotation and
segmentation of a brain tumor can be a complicated task. Multiple MRI
modalities are typically analyzed as they provide unique information regarding
the tumor regions. Although these MRI modalities are helpful for segmenting
gliomas, they tend to increase overfitting and computation. This paper proposes
a region of interest detection algorithm that is implemented during data
preprocessing to locate salient features and remove extraneous MRI data. This
decreases the input size, allowing for more aggressive data augmentations and
deeper neural networks. Following the preprocessing of the MRI modalities, a
fully convolutional autoencoder with soft attention segments the different
brain MRIs. When these deep learning algorithms are implemented in practice,
analysts and physicians cannot differentiate between accurate and inaccurate
predictions. Subsequently, test time augmentations and an energy-based model
were used for voxel-based uncertainty predictions. Experimentation was
conducted on the BraTS benchmarks and achieved state-of-the-art segmentation
performance. Additionally, qualitative results were used to assess the
segmentation models and uncertainty predictions.
- Abstract（参考訳）: 脳腫瘍は、死亡率が80%を超える最も致命的ながんの1つである。
迅速かつ正確な診断は生存可能性を高めるために重要である。
しかし、医学的な分析では、脳腫瘍の手動アノテーションとセグメンテーションは複雑な作業である可能性がある。
腫瘍領域に関するユニークな情報を提供するため、複数のMRIモダリティが典型的に分析される。
これらのMRIモダリティはグリオーマの分画に有用であるが、オーバーフィッティングや計算量を増加させる傾向にある。
本稿では,データ前処理中に実装された関心領域検出アルゴリズムを提案する。
これにより入力サイズが小さくなり、より積極的なデータ拡張とより深いニューラルネットワークが可能になる。
MRIモダリティの事前処理の後、ソフトアテンションを持つ完全畳み込みオートエンコーダは、異なる脳MRIを分割する。
これらのディープラーニングアルゴリズムが実際に実装されると、アナリストと医師は正確な予測と不正確な予測を区別できない。
その後、ボクセルに基づく不確実性予測には、テスト時間拡張とエネルギーベースモデルが用いられた。
実験はBraTSベンチマークで行われ、最先端のセグメンテーション性能を達成した。
さらに,セグメンテーションモデルと不確実性予測を定性的に評価した。
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