論文の概要: CC-DCNet: Dynamic Convolutional Neural Network with Contrastive Constraints for Identifying Lung Cancer Subtypes on Multi-modality Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13092v1
- Date: Thu, 18 Jul 2024 01:42:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-19 19:03:47.713997
- Title: CC-DCNet: Dynamic Convolutional Neural Network with Contrastive Constraints for Identifying Lung Cancer Subtypes on Multi-modality Images
- Title(参考訳): CC-DCNet:マルチモード画像を用いた肺がんサブタイプ同定のためのコントラスト制約付き動的畳み込みニューラルネットワーク
- Authors: Yuan Jin, Gege Ma, Geng Chen, Tianling Lyu, Jan Egger, Junhui Lyu, Shaoting Zhang, Wentao Zhu,
- Abstract要約: 肺がんサブタイプを多次元・多モード画像で正確に分類するための新しい深層学習ネットワークを提案する。
提案モデルの強みは, 対のCT-病理画像セットと独立のCT画像セットの両方を動的に処理できることにある。
また,ネットワーク学習を通じてモダリティ関係を定量的にマッピングするコントラスト制約モジュールも開発した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.655407979403945
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The accurate diagnosis of pathological subtypes of lung cancer is of paramount importance for follow-up treatments and prognosis managements. Assessment methods utilizing deep learning technologies have introduced novel approaches for clinical diagnosis. However, the majority of existing models rely solely on single-modality image input, leading to limited diagnostic accuracy. To this end, we propose a novel deep learning network designed to accurately classify lung cancer subtype with multi-dimensional and multi-modality images, i.e., CT and pathological images. The strength of the proposed model lies in its ability to dynamically process both paired CT-pathological image sets as well as independent CT image sets, and consequently optimize the pathology-related feature extractions from CT images. This adaptive learning approach enhances the flexibility in processing multi-dimensional and multi-modality datasets and results in performance elevating in the model testing phase. We also develop a contrastive constraint module, which quantitatively maps the cross-modality associations through network training, and thereby helps to explore the "gold standard" pathological information from the corresponding CT scans. To evaluate the effectiveness, adaptability, and generalization ability of our model, we conducted extensive experiments on a large-scale multi-center dataset and compared our model with a series of state-of-the-art classification models. The experimental results demonstrated the superiority of our model for lung cancer subtype classification, showcasing significant improvements in accuracy metrics such as ACC, AUC, and F1-score.
- Abstract(参考訳): 肺癌の病理診断は経過観察と予後管理において極めて重要である。
深層学習技術を利用した評価手法は,臨床診断に新しいアプローチを導入している。
しかし、既存のモデルのほとんどは単一のモダリティ画像入力のみに依存しており、診断精度は限られている。
そこで本研究では,肺がんサブタイプを多次元・多次元画像,すなわちCTおよび病理画像と正確に分類するための新しい深層学習ネットワークを提案する。
提案モデルの強みは, 対のCT-病理画像セットと独立のCT画像セットの両方を動的に処理し, 結果としてCT画像からの病理関連特徴抽出を最適化できることにある。
この適応学習アプローチは、多次元および多モードデータセットの処理における柔軟性を高め、モデルテストフェーズにおける性能向上をもたらす。
コントラスト制約モジュールも開発し,ネットワークトレーニングを通じてモダリティ関係を定量的にマッピングし,それに対応するCTスキャンから「ゴールドスタンダード」の病理情報を探索する。
本モデルの有効性,適応性,一般化能力を評価するため,大規模マルチセンターデータセットを用いた広範囲な実験を行い,一連の最先端分類モデルと比較した。
肺がんの亜型分類モデルでは,ACC,AUC,F1スコアなどの精度指標が有意な改善を示した。
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