論文の概要: DiffKD-DCIS: Predicting Upgrade of Ductal Carcinoma In Situ with Diffusion Augmentation and Knowledge Distillation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.01507v1
- Date: Sun, 04 Jan 2026 12:26:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-06 16:25:22.452536
- Title: DiffKD-DCIS: Predicting Upgrade of Ductal Carcinoma In Situ with Diffusion Augmentation and Knowledge Distillation
- Title(参考訳): DiffKD-DCIS:DiffKD-DCISによるDiffusion AugmentationとKnowledge Distillationによる直腸癌の予知
- Authors: Tao Li, Qing Li, Na Li, Hui Xie,
- Abstract要約: 本研究では,DiffKD-DCISフレームワークを提案する。
このフレームワークは3段階で動作する: まず、条件拡散モデルがデータ拡張のためのマルチモーダル条件を用いて高忠実度超音波画像を生成する。
そして、深層教師ネットワークは、オリジナルデータと合成データの両方からロバストな特徴を抽出する。
最後に,教師から知識蒸留,一般化と計算効率のバランスをとることで,コンパクトな学生ネットワークを学習する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.267568183520854
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurately predicting the upgrade of ductal carcinoma in situ (DCIS) to invasive ductal carcinoma (IDC) is crucial for surgical planning. However, traditional deep learning methods face challenges due to limited ultrasound data and poor generalization ability. This study proposes the DiffKD-DCIS framework, integrating conditional diffusion modeling with teacher-student knowledge distillation. The framework operates in three stages: First, a conditional diffusion model generates high-fidelity ultrasound images using multimodal conditions for data augmentation. Then, a deep teacher network extracts robust features from both original and synthetic data. Finally, a compact student network learns from the teacher via knowledge distillation, balancing generalization and computational efficiency. Evaluated on a multi-center dataset of 1,435 cases, the synthetic images were of good quality. The student network had fewer parameters and faster inference. On external test sets, it outperformed partial combinations, and its accuracy was comparable to senior radiologists and superior to junior ones, showing significant clinical potential.
- Abstract(参考訳): 浸潤性胆管癌 (IDC) に対する胆管癌 in situ (DCIS) のアップグレードを正確に予測することは外科的計画に不可欠である。
しかし,従来のディープラーニング手法では,超音波データに制限があり,一般化能力に乏しいため,課題に直面している。
本研究では,DiffKD-DCISフレームワークを提案する。
このフレームワークは3段階で動作する: まず、条件拡散モデルがデータ拡張のためのマルチモーダル条件を用いて高忠実度超音波画像を生成する。
そして、深層教師ネットワークは、オリジナルデータと合成データの両方からロバストな特徴を抽出する。
最後に,教師から知識蒸留,一般化と計算効率のバランスをとることで,コンパクトな学生ネットワークを学習する。
1,435件のマルチセンターデータセットで評価したところ, 合成画像の品質は良好であった。
学生ネットワークはパラメータが少なく、推論が速い。
外部テストセットでは、部分的な組み合わせよりも優れており、精度は上級放射線技師に匹敵し、若年者よりも優れており、臨床的に有意な可能性を示唆していた。
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