論文の概要: UESA-Net: U-Shaped Embedded Multidirectional Shrinkage Attention Network for Ultrasound Nodule Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.22763v1
- Date: Fri, 26 Sep 2025 14:54:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-30 22:32:18.863248
- Title: UESA-Net: U-Shaped Embedded Multidirectional Shrinkage Attention Network for Ultrasound Nodule Segmentation
- Title(参考訳): UESA-Net:超音波結節分割のためのU字型埋め込み多方向収縮注意ネットワーク
- Authors: Tangqi Shi, Pietro Lio,
- Abstract要約: 既存のネットワークは、低レベルの空間的詳細と高レベルのセマンティクスの整合に苦慮している。
我々は,多方向縮小に着目したU字型ネットワークUESA-Netを提案する。
2つの公開データセットにおいて、UESA-Netは、それぞれ0.8487と0.6495の交差一致(IoU)スコアで最先端のパフォーマンスを達成した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.967178888045728
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Background: Breast and thyroid cancers pose an increasing public-health burden. Ultrasound imaging is a cost-effective, real-time modality for lesion detection and segmentation, yet suffers from speckle noise, overlapping structures, and weak global-local feature interactions. Existing networks struggle to reconcile high-level semantics with low-level spatial details. We aim to develop a segmentation framework that bridges the semantic gap between global context and local detail in noisy ultrasound images. Methods: We propose UESA-Net, a U-shaped network with multidirectional shrinkage attention. The encoder-decoder architecture captures long-range dependencies and fine-grained structures of lesions. Within each encoding block, attention modules operate along horizontal, vertical, and depth directions to exploit spatial details, while a shrinkage (threshold) strategy integrates prior knowledge and local features. The decoder mirrors the encoder but applies a pairwise shrinkage mechanism, combining prior low-level physical cues with corresponding encoder features to enhance context modeling. Results: On two public datasets - TN3K (3493 images) and BUSI (780 images) - UESA-Net achieved state-of-the-art performance with intersection-over-union (IoU) scores of 0.8487 and 0.6495, respectively. Conclusions: UESA-Net effectively aggregates multidirectional spatial information and prior knowledge to improve robustness and accuracy in breast and thyroid ultrasound segmentation, demonstrating superior performance to existing methods on multiple benchmarks.
- Abstract(参考訳): 背景:乳がんと甲状腺がんは公衆衛生上の負担を増大させる。
超音波イメージングは、病変の検出とセグメンテーションに費用対効果があり、リアルタイムなモダリティであるが、スペックルノイズ、重なり合う構造、弱大なグローバルな特徴相互作用に悩まされている。
既存のネットワークは、低レベルの空間的詳細と高レベルのセマンティクスの整合に苦慮している。
本研究では,大域的文脈と局所的詳細とのセグメンテーションのギャップを埋めるセグメンテーション・フレームワークを開発することを目的とする。
方法: 多方向縮小に着目したU字型ネットワークUESA-Netを提案する。
エンコーダ・デコーダアーキテクチャは、長い範囲の依存関係と病変の微細な構造をキャプチャする。
各符号化ブロック内では、アテンションモジュールが水平方向、垂直方向、深度方向に沿って動作し、空間的詳細を利用する一方、縮小(閾値)戦略は事前の知識と局所的な特徴を統合する。
デコーダはエンコーダをミラーするが、事前の低レベル物理キューと対応するエンコーダ機能を組み合わせてコンテキストモデリングを強化する。
結果:TN3K (3493画像) とBUSI (780画像) の2つの公開データセットにおいて、UESA-Netは、それぞれ0.8487と0.6495の交叉対合同(IoU)スコアで最先端のパフォーマンスを達成した。
結論: UESA-Netは, 乳房および甲状腺の超音波セグメンテーションの堅牢性と精度を向上させるために, 多方向空間情報と事前知識を効果的に集約し, 複数のベンチマークにおいて既存手法よりも優れた性能を示す。
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