論文の概要: OTCXR: Rethinking Self-supervised Alignment using Optimal Transport for Chest X-ray Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.11868v4
• Date: Tue, 11 Mar 2025 10:09:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 22:35:51.175849
• Title: OTCXR: Rethinking Self-supervised Alignment using Optimal Transport for Chest X-ray Analysis
• Title（参考訳）: OTCXR:胸部X線解析のための最適輸送を用いた自己監督アライメントの再考
• Authors: Vandan Gorade, Azad Singh, Deepak Mishra,
• Abstract要約: 自己教師付き学習(SSL)は,X線などの医学的モダリティを解析するための有望な手法として登場した。 我々は,OTCXRを提案する。OTCXRは最適なトランスポート(OT)を利用して,密接なセマンティック不変性を学習する新しいSSLフレームワークである。 我々はOTCXRの有効性を3つの公開胸部X線データセットの総合的な実験により検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.4136876268620115
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Self-supervised learning (SSL) has emerged as a promising technique for analyzing medical modalities such as X-rays due to its ability to learn without annotations. However, conventional SSL methods face challenges in achieving semantic alignment and capturing subtle details, which limits their ability to accurately represent the underlying anatomical structures and pathological features. To address these limitations, we propose OTCXR, a novel SSL framework that leverages optimal transport (OT) to learn dense semantic invariance. By integrating OT with our innovative Cross-Viewpoint Semantics Infusion Module (CV-SIM), OTCXR enhances the model's ability to capture not only local spatial features but also global contextual dependencies across different viewpoints. This approach enriches the effectiveness of SSL in the context of chest radiographs. Furthermore, OTCXR incorporates variance and covariance regularizations within the OT framework to prioritize clinically relevant information while suppressing less informative features. This ensures that the learned representations are comprehensive and discriminative, particularly beneficial for tasks such as thoracic disease diagnosis. We validate OTCXR's efficacy through comprehensive experiments on three publicly available chest X-ray datasets. Our empirical results demonstrate the superiority of OTCXR over state-of-the-art methods across all evaluated tasks, confirming its capability to learn semantically rich representations.
• Abstract（参考訳）: 自己教師付き学習(SSL)は、アノテーションなしで学習する能力のため、X線などの医学的モダリティを分析するための有望な手法として登場した。 しかし、従来のSSLメソッドは、意味的アライメントの達成と微妙な詳細の取得において、基盤となる解剖学的構造と病理的特徴を正確に表現する能力を制限する課題に直面している。 これらの制約に対処するために,OTCXRを提案する。OTCXRは最適なトランスポート(OT)を利用して,密接なセマンティック不変性を学習する新しいSSLフレームワークである。 OTCXRは、OTを革新的なCross-View Semantics Infusion Module (CV-SIM)と統合することで、局所的な空間的特徴だけでなく、異なる視点におけるグローバルなコンテキスト依存性をキャプチャする能力を向上させる。 この手法は胸部X線写真におけるSSLの有効性を高める。 さらに、OTCXRは、OTフレームワーク内での分散と共分散の規則化を組み込んで、より少ない情報的特徴を抑えながら、臨床的に関係のある情報を優先順位付けする。 これにより、学習された表現が包括的で差別的であることを保証し、特に胸部疾患の診断のようなタスクに有用である。 我々はOTCXRの有効性を3つの公開胸部X線データセットの総合的な実験により検証した。 実験の結果,OTCXRはすべての評価課題における最先端手法よりも優れていることが示され,意味的に豊かな表現を学習する能力が確認された。

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