論文の概要: A Density-Informed Multimodal Artificial Intelligence Framework for Improving Breast Cancer Detection Across All Breast Densities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14340v1
- Date: Thu, 16 Oct 2025 06:20:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.74456
- Title: A Density-Informed Multimodal Artificial Intelligence Framework for Improving Breast Cancer Detection Across All Breast Densities
- Title(参考訳): 全乳腺癌検出のための密度インフォームド多モード人工知能フレームワーク
- Authors: Siva Teja Kakileti, Bharath Govindaraju, Sudhakar Sampangi, Geetha Manjunath,
- Abstract要約: 乳がん検診の基準であるマンモグラフィーは、高濃度の乳腺組織を持つ女性の感度を低下させ、診断が遅れたり遅れたりする原因となっている。
本研究では,乳房組織組成に基づいて適切な画像モダリティを動的に選択することにより,乳房密度インフォームドマルチモーダルAIフレームワークががん検出を向上できるかどうかを検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6999740786886536
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mammography, the current standard for breast cancer screening, has reduced sensitivity in women with dense breast tissue, contributing to missed or delayed diagnoses. Thermalytix, an AI-based thermal imaging modality, captures functional vascular and metabolic cues that may complement mammographic structural data. This study investigates whether a breast density-informed multi-modal AI framework can improve cancer detection by dynamically selecting the appropriate imaging modality based on breast tissue composition. A total of 324 women underwent both mammography and thermal imaging. Mammography images were analyzed using a multi-view deep learning model, while Thermalytix assessed thermal images through vascular and thermal radiomics. The proposed framework utilized Mammography AI for fatty breasts and Thermalytix AI for dense breasts, optimizing predictions based on tissue type. This multi-modal AI framework achieved a sensitivity of 94.55% (95% CI: 88.54-100) and specificity of 79.93% (95% CI: 75.14-84.71), outperforming standalone mammography AI (sensitivity 81.82%, specificity 86.25%) and Thermalytix AI (sensitivity 92.73%, specificity 75.46%). Importantly, the sensitivity of Mammography dropped significantly in dense breasts (67.86%) versus fatty breasts (96.30%), whereas Thermalytix AI maintained high and consistent sensitivity in both (92.59% and 92.86%, respectively). This demonstrates that a density-informed multi-modal AI framework can overcome key limitations of unimodal screening and deliver high performance across diverse breast compositions. The proposed framework is interpretable, low-cost, and easily deployable, offering a practical path to improving breast cancer screening outcomes in both high-resource and resource-limited settings.
- Abstract(参考訳): 乳がん検診の基準であるマンモグラフィーは、高濃度の乳腺組織を持つ女性の感度を低下させ、診断が遅れたり遅れたりする原因となっている。
Thermalytixは、AIベースの熱画像モダリティで、マンモグラフィー構造データを補完する機能的な血管と代謝の手がかりをキャプチャする。
本研究では,乳房組織組成に基づいて適切な画像モダリティを動的に選択することにより,乳房密度インフォームドマルチモーダルAIフレームワークががん検出を向上できるかどうかを検討する。
総計324名の女性がマンモグラフィーと熱画像検査を行った。
マンモグラフィー画像は多視点深層学習モデルを用いて解析し, サーモグラフィーは血管および熱放射能を用いて熱画像を評価した。
提案フレームワークは,脂肪乳にマンモグラフィーAI,高密度乳房にサーモグラフィーAIを用い,組織型に基づく予測を最適化した。
このマルチモーダルAIフレームワークは、感度94.55%(95% CI: 88.54-100)、特異性79.93%(95% CI: 75.14-84.71)、スタンドアロンマンモグラフィAI(感度81.82%、特異性86.25%)、熱イティクスAI(感度92.73%、特異性75.46%)を達成した。
重要なことは、乳房肥大(67.86%)と脂肪乳(96.30%)ではマンモグラフィーの感度が著しく低下し、一方、Thermytix AIは92.59%と92.86%の感度を維持した。
これは、密度インフォームされたマルチモーダルAIフレームワークが、ユニモーダルスクリーニングの重要な制限を克服し、さまざまな乳房構成で高いパフォーマンスを実現することを実証している。
提案するフレームワークは解釈可能で低コストで容易にデプロイ可能であり,高リソースと資源制限の双方で乳がん検診結果を改善するための実践的な道筋を提供する。
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