論文の概要: A Holistic Weakly Supervised Approach for Liver Tumor Segmentation with Clinical Knowledge-Informed Label Smoothing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10005v1
- Date: Sun, 13 Oct 2024 20:52:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 03:43:37.190434
- Title: A Holistic Weakly Supervised Approach for Liver Tumor Segmentation with Clinical Knowledge-Informed Label Smoothing
- Title（参考訳）: 臨床知識によるラベル平滑化を伴う肝腫瘍分節化に対する全能的弱視的アプローチ
- Authors: Hairong Wang, Lingchao Mao, Zihan Zhang, Jing Li,
- Abstract要約: 肝がんは世界中で死亡率の高い原因である。
ディープラーニングは、自動肝セグメンテーションを約束している。
これらの課題に対処する新しい全体的弱教師付きフレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.798774864007505
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Liver cancer is a leading cause of mortality worldwide, and accurate CT-based tumor segmentation is essential for diagnosis and treatment. Manual delineation is time-intensive, prone to variability, and highlights the need for reliable automation. While deep learning has shown promise for automated liver segmentation, precise liver tumor segmentation remains challenging due to the heterogeneous nature of tumors, imprecise tumor margins, and limited labeled data. We present a novel holistic weakly supervised framework that integrates clinical knowledge to address these challenges with (1) A knowledge-informed label smoothing technique that leverages clinical data to generate smooth labels, which regularizes model training reducing the risk of overfitting and enhancing model performance; (2) A global and local-view segmentation framework, breaking down the task into two simpler sub-tasks, allowing optimized preprocessing and training for each; and (3) Pre- and post-processing pipelines customized to the challenges of each subtask, which enhances tumor visibility and refines tumor boundaries. We evaluated the proposed method on the HCC-TACE-Seg dataset and showed that these three key components complementarily contribute to the improved performance. Lastly, we prototyped a tool for automated liver tumor segmentation and diagnosis summary generation called MedAssistLiver. The app and code are published at https://github.com/lingchm/medassist-liver-cancer.
- Abstract（参考訳）: 肝癌は世界中で死亡の主因であり,診断と治療にはCTベースの腫瘍分節が不可欠である。
手動のデライン化は時間集約的であり、変動しがちであり、信頼性の高い自動化の必要性を強調している。
深層学習は、自動肝セグメンテーションを約束しているが、腫瘍の異種性、不正確な腫瘍マージン、限られたラベル付きデータのために、正確な肝腫瘍セグメンテーションは依然として困難である。
これらの課題に対処するために,臨床知識を融合して,(1)臨床データを活用してスムーズなラベルを生成する知識インフォームド・ラベル・スムージング技術,(2)過剰適合のリスクを軽減し,モデル性能を向上させるためのモデルトレーニングを標準化する,(2)グローバル・ローカル・ビュー・セグメンテーション・フレームワーク,(2)タスクを2つのシンプルなサブタスクに分割し,それぞれに最適化された前処理とトレーニングを可能にする,(3)各サブタスクの課題に合わせてカスタマイズされた前処理と後処理のパイプライン。
提案手法をHCC-TACE-Segデータセット上で評価し,これらの3つの鍵成分が相補的に性能改善に寄与することを示した。
最後に,MedAssistLiverという自動肝腫瘍分割・診断要約生成ツールの試作を行った。
アプリとコードはhttps://github.com/lingchm/medassist-liver-cancer.comで公開されている。
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