論文の概要: Federated Client-tailored Adapter for Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.18020v1
- Date: Fri, 25 Apr 2025 02:20:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.612311
- Title: Federated Client-tailored Adapter for Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): 医用画像分割用Federated Client-tailored Adapter
- Authors: Guyue Hu, Siyuan Song, Yukun Kang, Zhu Yin, Gangming Zhao, Chenglong Li, Jin Tang,
- Abstract要約: 医用画像セグメンテーションのための新しいFCAフレームワークを提案する。
FCAは、機密なローカルデータを共有せずに、安定かつクライアントに適したセグメンテーションを実現する。
我々は、アダプタを共通コンポーネントと個別コンポーネントに適応的に分解する2つのクライアント調整されたフェデレーション更新戦略を開発する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 21.964553228831427
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Medical image segmentation in X-ray images is beneficial for computer-aided diagnosis and lesion localization. Existing methods mainly fall into a centralized learning paradigm, which is inapplicable in the practical medical scenario that only has access to distributed data islands. Federated Learning has the potential to offer a distributed solution but struggles with heavy training instability due to client-wise domain heterogeneity (including distribution diversity and class imbalance). In this paper, we propose a novel Federated Client-tailored Adapter (FCA) framework for medical image segmentation, which achieves stable and client-tailored adaptive segmentation without sharing sensitive local data. Specifically, the federated adapter stirs universal knowledge in off-the-shelf medical foundation models to stabilize the federated training process. In addition, we develop two client-tailored federated updating strategies that adaptively decompose the adapter into common and individual components, then globally and independently update the parameter groups associated with common client-invariant and individual client-specific units, respectively. They further stabilize the heterogeneous federated learning process and realize optimal client-tailored instead of sub-optimal global-compromised segmentation models. Extensive experiments on three large-scale datasets demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed FCA framework for federated medical segmentation.
- Abstract(参考訳): X線画像における医用画像のセグメンテーションは、コンピュータ支援による診断と病変の局所化に有用である。
既存の手法は主に中央集権的な学習パラダイムに陥り、分散データ島にしかアクセスできない実践的な医療シナリオでは適用できない。
フェデレーテッド・ラーニングは分散ソリューションを提供する可能性があるが、クライアント側のドメインの不均一性(分散の多様性やクラスの不均衡を含む)による重いトレーニングの不安定性に苦慮している。
本稿では,医用画像セグメンテーションのための新しいFCAフレームワークを提案する。
具体的には、フェデレートされたアダプタは、市販の医療基礎モデルの普遍的な知識をかき混ぜて、フェデレーションされたトレーニングプロセスを安定化させる。
さらに, 適応的にアダプタを共通コンポーネントと個別コンポーネントに分解する2つのクライアント対応フェデレーション更新戦略を開発し, そして, 共通クライアント不変および個別クライアント固有ユニットに関連するパラメータ群を, それぞれグローバルかつ独立に更新する。
さらに、不均質なフェデレーション学習プロセスを安定化させ、準最適大域的セグメンテーションモデルの代わりに最適なクライアント調整を実現する。
3つの大規模データセットに対する大規模な実験は、フェデレート医療セグメント化のための提案されたFCAフレームワークの有効性と優位性を示している。
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