論文の概要: Lung nodule classification on CT scan patches using 3D convolutional neural networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.12750v1
- Date: Fri, 13 Feb 2026 09:26:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-16 23:37:53.904574
- Title: Lung nodule classification on CT scan patches using 3D convolutional neural networks
- Title(参考訳): 3次元畳み込みニューラルネットワークを用いたCTスキャンパッチの肺結節分類
- Authors: Volodymyr Sydorskyi,
- Abstract要約: 肺がんは世界中で最も一般的で致命的ながんの1つである。
肺癌の早期発見は重要な医学的課題である。
本研究は肺結節分類における3つの方法的改善について紹介する。
これらの技術の統合により、肺がん検出のための総合的な臨床診断支援システムにおける堅牢な分類サブシステムの開発が可能になる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Lung cancer remains one of the most common and deadliest forms of cancer worldwide. The likelihood of successful treatment depends strongly on the stage at which the disease is diagnosed. Therefore, early detection of lung cancer represents a critical medical challenge. However, this task poses significant difficulties for thoracic radiologists due to the large number of studies to review, the presence of multiple nodules within the lungs, and the small size of many nodules, which complicates visual assessment. Consequently, the development of automated systems that incorporate highly accurate and computationally efficient lung nodule detection and classification modules is essential. This study introduces three methodological improvements for lung nodule classification: (1) an advanced CT scan cropping strategy that focuses the model on the target nodule while reducing computational cost; (2) target filtering techniques for removing noisy labels; (3) novel augmentation methods to improve model robustness. The integration of these techniques enables the development of a robust classification subsystem within a comprehensive Clinical Decision Support System for lung cancer detection, capable of operating across diverse acquisition protocols, scanner types, and upstream models (segmentation or detection). The multiclass model achieved a Macro ROC AUC of 0.9176 and a Macro F1-score of 0.7658, while the binary model reached a Binary ROC AUC of 0.9383 and a Binary F1-score of 0.8668 on the LIDC-IDRI dataset. These results outperform several previously reported approaches and demonstrate state-of-the-art performance for this task.
- Abstract(参考訳): 肺がんは世界中で最も一般的で致命的ながんの1つである。
治療が成功する確率は、疾患が診断される段階によって大きく左右される。
したがって、早期肺がんの発見は重要な医学的課題である。
しかし、この課題は、多くの研究、肺内に複数の結節が存在すること、視覚的評価を複雑にする結節が多数存在することなどから、胸部放射線科医にとって重大な困難をもたらす。
したがって,高精度かつ計算効率のよい肺結節検出・分類モジュールを組み込んだ自動システムの開発が不可欠である。
本研究は, 肺結節分類の方法論的改善として, 1) 計算コストを低減しつつ, 目標結節に焦点を絞ったCTスキャントリミング戦略, (2) ノイズラベルを除去するターゲットフィルタリング技術, (3) モデル堅牢性を改善するための新しい拡張手法を提案する。
これらの技術の統合により、肺がん検出のための総合的な臨床診断支援システム内の堅牢な分類サブシステムの開発が可能となり、多様な取得プロトコル、スキャナータイプ、上流モデル(セグメンテーションまたは検出)をまたいで動作することができる。
マルチクラスモデルはMacro ROC AUC 0.9176、Macro F1-score 0.7658、バイナリモデルはLIDC-IDRIデータセットでBinary ROC AUC 0.9383、Binary F1-score 0.8668に達した。
これらの結果は、以前報告したいくつかのアプローチより優れており、このタスクの最先端のパフォーマンスを実証している。
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