論文の概要: MvBody: Multi-View-Based Hybrid Transformer Using Optical 3D Body Scan for Explainable Cesarean Section Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03212v1
- Date: Wed, 05 Nov 2025 06:02:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.349363
- Title: MvBody: Multi-View-Based Hybrid Transformer Using Optical 3D Body Scan for Explainable Cesarean Section Prediction
- Title(参考訳): MvBody:光学式3Dボディスキャナを用いた多視点ハイブリッドトランスによる記述可能なセサリア断面予測
- Authors: Ruting Cheng, Boyuan Feng, Yijiang Zheng, Chuhui Qiu, Aizierjiang Aiersilan, Joaquin A. Calderon, Wentao Zhao, Qing Pan, James K. Hahn,
- Abstract要約: 本稿では, 自己報告医療データと3次元光学体スキャンのみを用いて, 帝王切開リスクを予測するマルチビュートランスフォーマーネットワークMvBodyを提案する。
機械学習モデルや最新の高度な3D解析手法と比較して,本手法は優れた性能を示す。
以上の結果から, 妊娠前体重, 母性年齢, 産科歴, 以前のCS歴, 体型, 特に頭と肩の周囲では, CSリスク予測の鍵となることが示唆された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.529565733654783
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurately assessing the risk of cesarean section (CS) delivery is critical, especially in settings with limited medical resources, where access to healthcare is often restricted. Early and reliable risk prediction allows better-informed prenatal care decisions and can improve maternal and neonatal outcomes. However, most existing predictive models are tailored for in-hospital use during labor and rely on parameters that are often unavailable in resource-limited or home-based settings. In this study, we conduct a pilot investigation to examine the feasibility of using 3D body shape for CS risk assessment for future applications with more affordable general devices. We propose a novel multi-view-based Transformer network, MvBody, which predicts CS risk using only self-reported medical data and 3D optical body scans obtained between the 31st and 38th weeks of gestation. To enhance training efficiency and model generalizability in data-scarce environments, we incorporate a metric learning loss into the network. Compared to widely used machine learning models and the latest advanced 3D analysis methods, our method demonstrates superior performance, achieving an accuracy of 84.62% and an Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve (AUC-ROC) of 0.724 on the independent test set. To improve transparency and trust in the model's predictions, we apply the Integrated Gradients algorithm to provide theoretically grounded explanations of the model's decision-making process. Our results indicate that pre-pregnancy weight, maternal age, obstetric history, previous CS history, and body shape, particularly around the head and shoulders, are key contributors to CS risk prediction.
- Abstract(参考訳): 特に医療資源が限られており、医療へのアクセスが制限されることの多い環境では、帝王切開(CS)のリスクを正確に評価することが重要である。
早期かつ信頼性の高いリスク予測は、よりインフォームドされた出生前ケアの決定を可能にし、母性および新生児の結果を改善することができる。
しかし、既存の予測モデルのほとんどは、労働中の病院内での使用に適したものであり、リソース制限や家庭ベースの設定では利用できないパラメータに依存している。
本研究では,より手頃な汎用機器を用いたCSリスクアセスメントにおける3次元ボディ形状の適用可能性について,パイロット調査を行った。
妊娠31週から38週の間に得られた自己申告医療データと3D光学体スキャンのみを用いてCSリスクを予測する多視点トランスフォーマーネットワークMvBodyを提案する。
データ共有環境における学習効率とモデル一般化性を向上させるため、ネットワークにメトリック学習損失を組み込む。
機械学習モデルや最新の3D解析手法と比較して, 精度84.62%, 受信者動作特性曲線(AUC-ROC)0.724の領域を独立テストセットで達成し, 優れた性能を示す。
モデルの予測の透明性と信頼性を向上させるため,モデルの意思決定プロセスに関する理論的根拠を持つ説明を提供するために,統合勾配アルゴリズムを適用した。
以上の結果から, 妊娠前体重, 母性年齢, 産科歴, 以前のCS歴, 体型, 特に頭と肩の周囲では, CSリスク予測の鍵となることが示唆された。
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