論文の概要: Is an Ultra Large Natural Image-Based Foundation Model Superior to a Retina-Specific Model for Detecting Ocular and Systemic Diseases?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06289v1
• Date: Mon, 10 Feb 2025 09:31:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:33:45.882631
• Title: Is an Ultra Large Natural Image-Based Foundation Model Superior to a Retina-Specific Model for Detecting Ocular and Systemic Diseases?
• Title（参考訳）: 超大型自然画像基盤モデルが網膜特異的な眼・全身疾患検出モデルに勝っているか?
• Authors: Qingshan Hou, Yukun Zhou, Jocelyn Hui Lin Goh, Ke Zou, Samantha Min Er Yew, Sahana Srinivasan, Meng Wang, Thaddaeus Lo, Xiaofeng Lei, Siegfried K. Wagner, Mark A. Chia, Dawei Yang, Hongyang Jiang, AnRan Ran, Rui Santos, Gabor Mark Somfai, Juan Helen Zhou, Haoyu Chen, Qingyu Chen, Carol Yim-Lui Cheung, Pearse A. Keane, Yih Chung Tham,
• Abstract要約: RETFoundおよびDINOv2モデルは眼疾患検出および全身性疾患予知タスクのために評価された。 RETFoundは、心不全、梗塞、虚血性脳梗塞の予測において、すべてのDINOv2モデルよりも優れた性能を示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.146396276161937
• License:
• Abstract: The advent of foundation models (FMs) is transforming medical domain. In ophthalmology, RETFound, a retina-specific FM pre-trained sequentially on 1.4 million natural images and 1.6 million retinal images, has demonstrated high adaptability across clinical applications. Conversely, DINOv2, a general-purpose vision FM pre-trained on 142 million natural images, has shown promise in non-medical domains. However, its applicability to clinical tasks remains underexplored. To address this, we conducted head-to-head evaluations by fine-tuning RETFound and three DINOv2 models (large, base, small) for ocular disease detection and systemic disease prediction tasks, across eight standardized open-source ocular datasets, as well as the Moorfields AlzEye and the UK Biobank datasets. DINOv2-large model outperformed RETFound in detecting diabetic retinopathy (AUROC=0.850-0.952 vs 0.823-0.944, across three datasets, all P<=0.007) and multi-class eye diseases (AUROC=0.892 vs. 0.846, P<0.001). In glaucoma, DINOv2-base model outperformed RETFound (AUROC=0.958 vs 0.940, P<0.001). Conversely, RETFound achieved superior performance over all DINOv2 models in predicting heart failure, myocardial infarction, and ischaemic stroke (AUROC=0.732-0.796 vs 0.663-0.771, all P<0.001). These trends persisted even with 10% of the fine-tuning data. These findings showcase the distinct scenarios where general-purpose and domain-specific FMs excel, highlighting the importance of aligning FM selection with task-specific requirements to optimise clinical performance.
• Abstract（参考訳）: 基礎モデル(FM)の出現は医療領域を変えつつある。 眼科では、140万の自然画像と1.6万の網膜画像に基づいて順次トレーニングされた網膜特異的FMであるRETFoundが、臨床応用全体にわたって高い適応性を示している。 逆に、DINOv2は1億4200万の自然画像に事前訓練された汎用視覚FMであり、医療以外の領域で約束されている。 しかし、その臨床応用性は未解明のままである。 そこで我々は,ReTFoundとDINOv2モデル(大,ベース,小)を用いて,標準化された8つのオープンソース眼用データセット,Moorfields AlzEye,British Biobankのデータセットを用いた頭部評価を行った。 糖尿病網膜症(AUROC=0.850-0.952 vs 0.823-0.944)と多型眼疾患(AUROC=0.892 vs。 緑内障では, DINOv2塩基モデルはRETFound (AUROC=0.958 vs 0.940, P<0.001) より優れていた。 逆に、RETFoundは心不全、心筋梗塞、虚血性脳梗塞(AUROC=0.732-0.796 vs 0.663-0.771, all P<0.001)の予測において、すべてのDINOv2モデルよりも優れた性能を示した。 これらの傾向は、微調整データの10%でも継続した。 これらの結果から,汎用FMとドメイン特化FMが優れたシナリオが示され,FM選択とタスク特化要件の整合が臨床的パフォーマンスの最適化に重要であることが示唆された。

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