論文の概要: Learning from the few: Fine-grained approach to pediatric wrist pathology recognition on a limited dataset
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13542v1
- Date: Sat, 24 Aug 2024 10:14:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-27 19:09:24.487191
- Title: Learning from the few: Fine-grained approach to pediatric wrist pathology recognition on a limited dataset
- Title(参考訳): 少数者からの学習:限られたデータセットを用いた小児手首病理診断へのきめ細かいアプローチ
- Authors: Ammar Ahmed, Ali Shariq Imran, Zenun Kastrati, Sher Muhammad Daudpota, Mohib Ullah, Waheed Noord,
- Abstract要約: 悪性腫瘍,特に小児・青年に共通する骨折は重要な診断課題である。
近年の深部畳み込みニューラルネットワークの進歩は、外傷X線における病理検出の自動化を約束している。
従来の手作業による注釈は効果的だが、精巧で費用がかかり、専門的な専門知識を必要とする。
手動で介入することなく、X線における識別領域を自動的に識別することを目的とした、きめ細かいアプローチを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.391219238034502
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Wrist pathologies, {particularly fractures common among children and adolescents}, present a critical diagnostic challenge. While X-ray imaging remains a prevalent diagnostic tool, the increasing misinterpretation rates highlight the need for more accurate analysis, especially considering the lack of specialized training among many surgeons and physicians. Recent advancements in deep convolutional neural networks offer promise in automating pathology detection in trauma X-rays. However, distinguishing subtle variations between {pediatric} wrist pathologies in X-rays remains challenging. Traditional manual annotation, though effective, is laborious, costly, and requires specialized expertise. {In this paper, we address the challenge of pediatric wrist pathology recognition with a fine-grained approach, aimed at automatically identifying discriminative regions in X-rays without manual intervention. We refine our fine-grained architecture through ablation analysis and the integration of LION.} Leveraging Grad-CAM, an explainable AI technique, we highlight these regions. Despite using limited data, reflective of real-world medical study constraints, our method consistently outperforms state-of-the-art image recognition models on both augmented and original (challenging) test sets. {Our proposed refined architecture achieves an increase in accuracy of 1.06% and 1.25% compared to the baseline method, resulting in accuracies of 86% and 84%, respectively. Moreover, our approach demonstrates the highest fracture sensitivity of 97%, highlighting its potential to enhance wrist pathology recognition. The implementation code can be found at https://github.com/ammarlodhi255/fine-grained-approach-to-wrist-pathology-recognition
- Abstract(参考訳): 特に子どもや青年に共通する骨折は、重大な診断上の課題である。
X線画像は依然として一般的な診断ツールであるが、誤解釈率の増加は、特に多くの外科医や医師の間で専門的な訓練が欠如していることを考えると、より正確な分析の必要性を浮き彫りにしている。
近年の深部畳み込みニューラルネットワークの進歩は、外傷X線における病理検出の自動化を約束している。
しかしながら、X線における小児手首の病態の微妙な変化を区別することは依然として困難である。
従来の手作業による注釈は効果的だが、精巧で費用がかかり、専門的な専門知識を必要とする。
本稿では,手動による介入を伴わずに,X線における識別領域を自動的に同定することを目的とした,小児手首病理診断の課題を,きめ細かなアプローチで解決する。
我々は、アブレーション解析とLIONの統合により、きめ細かいアーキテクチャを洗練する。
説明可能なAIテクニックであるGrad-CAMを活用することで、これらの領域を強調します。
実世界の医学研究の制約を反映した限られたデータを用いても,本手法は,拡張テストとオリジナルテストの両方において,最先端の画像認識モデルよりも一貫して優れている。
提案した改良されたアーキテクチャは,ベースライン法に比べて1.06%,1.25%の精度向上を実現し,それぞれ86%,84%の精度向上を実現している。
さらに, 骨折感度は97%と高い値を示し, 手首の病態認識を向上する可能性が示唆された。
実装コードはhttps://github.com/ammarlodhi255/fine-fine-approach-to-wrist-pathology-recognitionで見ることができる。
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