論文の概要: MM-UNet: Meta Mamba UNet for Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17540v1
- Date: Fri, 21 Mar 2025 21:15:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 14:34:23.833380
- Title: MM-UNet: Meta Mamba UNet for Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): MM-UNet:Meta Mamba UNet for Medical Image Segmentation
- Authors: Bin Xie, Yan Yan, Gady Agam,
- Abstract要約: 状態空間モデル(SSM)は、最近長周期モデリングにおいて顕著な性能を示した。
SSMは平坦化に伴う不連続性により, 医用画像の3次元空間構造に苦しむ。
本稿では,U字型エンコーダデコーダアーキテクチャであるMeta Mamba UNet(MM-UNet)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.488697802653851
- License:
- Abstract: State Space Models (SSMs) have recently demonstrated outstanding performance in long-sequence modeling, particularly in natural language processing. However, their direct application to medical image segmentation poses several challenges. SSMs, originally designed for 1D sequences, struggle with 3D spatial structures in medical images due to discontinuities introduced by flattening. Additionally, SSMs have difficulty fitting high-variance data, which is common in medical imaging. In this paper, we analyze the intrinsic limitations of SSMs in medical image segmentation and propose a unified U-shaped encoder-decoder architecture, Meta Mamba UNet (MM-UNet), designed to leverage the advantages of SSMs while mitigating their drawbacks. MM-UNet incorporates hybrid modules that integrate SSMs within residual connections, reducing variance and improving performance. Furthermore, we introduce a novel bi-directional scan order strategy to alleviate discontinuities when processing medical images. Extensive experiments on the AMOS2022 and Synapse datasets demonstrate the superiority of MM-UNet over state-of-the-art methods. MM-UNet achieves a Dice score of 91.0% on AMOS2022, surpassing nnUNet by 3.2%, and a Dice score of 87.1% on Synapse. These results confirm the effectiveness of integrating SSMs in medical image segmentation through architectural design optimizations.
- Abstract(参考訳): 状態空間モデル(SSM)は、特に自然言語処理において、長周期モデリングにおいて顕著な性能を示した。
しかし、医療画像のセグメンテーションへの直接の応用にはいくつかの課題がある。
1次元配列用に設計されたSSMは、平坦化によって導入された不連続性のため、医用画像の3次元空間構造と競合する。
さらに、SSMは、医用画像に共通する高分散データへの適合が困難である。
本稿では,医用画像セグメンテーションにおけるSSMの本質的な限界を分析し,その欠点を軽減しつつ,SSMの利点を生かした統一U字型エンコーダアーキテクチャMeta Mamba UNet(MM-UNet)を提案する。
MM-UNetはSSMを残差接続に統合し、分散を低減し、性能を向上させるハイブリッドモジュールを組み込んでいる。
さらに,医用画像処理における不連続性を軽減するために,新しい双方向スキャン順序戦略を導入する。
AMOS2022とSynapseデータセットの大規模な実験は、最先端の手法よりもMM-UNetの方が優れていることを示した。
MM-UNetはAMOS2022で91.0%、nnUNetで3.2%、Synapseで87.1%のDiceスコアを達成した。
これらの結果は, 設計最適化による医用画像のセグメンテーションにおけるSSMの統合の有効性を確認した。
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