論文の概要: Federated Learning for Coronary Artery Plaque Detection in Atherosclerosis Using IVUS Imaging: A Multi-Hospital Collaboration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15307v1
• Date: Thu, 19 Dec 2024 13:06:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 18:46:08.685729
• Title: Federated Learning for Coronary Artery Plaque Detection in Atherosclerosis Using IVUS Imaging: A Multi-Hospital Collaboration
• Title（参考訳）: IVUS 画像を用いた冠動脈プラーク検出のための多施設共同研究
• Authors: Chiu-Han Hsiao, Kai Chen, Tsung-Yu Peng, Wei-Chieh Huang,
• Abstract要約: 経皮的冠動脈インターベンション(PCI)における血管内超音波(IVUS)画像の従来的解釈は時間集約的かつ矛盾する。 多段階セグメンテーションアーキテクチャを持つ並列2次元U-Netモデルを開発した。 0.706のDice similarity Coefficient (DSC) は、プラークを効果的に識別し、リアルタイムで円形の境界を検出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.358846277772779
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The traditional interpretation of Intravascular Ultrasound (IVUS) images during Percutaneous Coronary Intervention (PCI) is time-intensive and inconsistent, relying heavily on physician expertise. Regulatory restrictions and privacy concerns further hinder data integration across hospital systems, complicating collaborative analysis. To address these challenges, a parallel 2D U-Net model with a multi-stage segmentation architecture has been developed, utilizing federated learning to enable secure data analysis across institutions while preserving privacy. The model segments plaques by identifying and subtracting the External Elastic Membrane (EEM) and lumen areas, with preprocessing converting Cartesian to polar coordinates for improved computational efficiency. Achieving a Dice Similarity Coefficient (DSC) of 0.706, the model effectively identifies plaques and detects circular boundaries in real-time. Collaborative efforts with domain experts enhance plaque burden interpretation through precise quantitative measurements. Future advancements may involve integrating advanced federated learning techniques and expanding datasets to further improve performance and applicability. This adaptable technology holds promise for environments handling sensitive, distributed data, offering potential to optimize outcomes in medical imaging and intervention.
• Abstract（参考訳）: 経皮的冠動脈インターベンション(PCI)における血管内超音波(IVUS)画像の伝統的な解釈は、時間集約的で一貫性がなく、医師の専門知識に大きく依存している。 規制の制限とプライバシーの懸念により、病院システム全体のデータ統合がさらに妨げられ、共同分析が複雑になる。 これらの課題に対処するため,多段階セグメンテーションアーキテクチャを備えた並列2次元U-Netモデルを開発した。 モデルでは、外部弾性膜(EEM)とルーメン領域を識別・減算することでプラークを分割し、計算効率を向上させるために、カルテシアンを極座標に変換する前処理を行う。 0.706のDice similarity Coefficient (DSC)を得ると、このモデルはプラークを効果的に識別し、リアルタイムで円形の境界を検出する。 ドメインの専門家との共同作業は、正確な定量的測定を通じて、プラークの負担の解釈を強化する。 今後の進歩には、高度なフェデレーション学習技術の統合と、パフォーマンスと適用性をさらに向上するデータセットの拡張が含まれる。 この適応可能な技術は、機密性の高い分散データを扱う環境を約束し、医療画像と介入の結果を最適化する可能性を秘めている。

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