論文の概要: RamanSeg: Interpretability-driven Deep Learning on Raman Spectra for Cancer Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18119v1
- Date: Fri, 20 Feb 2026 10:18:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.294352
- Title: RamanSeg: Interpretability-driven Deep Learning on Raman Spectra for Cancer Diagnosis
- Title(参考訳): RamanSeg: 癌診断のためのRaman Spectraの解釈可能性駆動型ディープラーニング
- Authors: Chris Tomy, Mo Vali, David Pertzborn, Tammam Alamatouri, Anna Mühlig, Orlando Guntinas-Lichius, Anna Xylander, Eric Michele Fantuzzi, Matteo Negro, Francesco Crisafi, Pietro Lio, Tiago Azevedo,
- Abstract要約: 癌診断のための現在の金の基準である病理組織学は、化学染色後の組織サンプルを手動で検査する。
腫瘍アノテーションと整合した空間ラマンスペクトルの新たなデータセットを用いてセグメンテーションモデルを訓練し,前景Diceスコアの80.9%を達成した。
本稿では,RamanSegと呼ばれる新しいプロトタイプベースアーキテクチャを提案する。RamanSegは,トレーニングセットの発見領域に基づいて画素を分類し,セグメンテーションマスクを生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.438726554579399
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Histopathology, the current gold standard for cancer diagnosis, involves the manual examination of tissue samples after chemical staining, a time-consuming process requiring expert analysis. Raman spectroscopy is an alternative, stain-free method of extracting information from samples. Using nnU-Net, we trained a segmentation model on a novel dataset of spatial Raman spectra aligned with tumour annotations, achieving a mean foreground Dice score of 80.9%, surpassing previous work. Furthermore, we propose a novel, interpretable, prototype-based architecture called RamanSeg. RamanSeg classifies pixels based on discovered regions of the training set, generating a segmentation mask. Two variants of RamanSeg allow a trade-off between interpretability and performance: one with prototype projection and another projection-free version. The projection-free RamanSeg outperformed a U-Net baseline with a mean foreground Dice score of 67.3%, offering a meaningful improvement over a black-box training approach.
- Abstract(参考訳): 現在のがん診断のための金の標準である病理組織学では、化学染色後の組織サンプルを手動で検査するが、これは専門的な分析を必要とする時間を要するプロセスである。
ラマン分光法は、サンプルから情報を抽出する代替の無染色法である。
nnU-Netを用いて,腫瘍アノテーションと整合した空間ラマンスペクトルの新たなデータセットを用いたセグメンテーションモデルを訓練し,前景Diceスコア80.9%を達成し,過去の研究を上回った。
さらに,RamanSegと呼ばれる新しい,解釈可能なプロトタイプベースアーキテクチャを提案する。
RamanSegはトレーニングセットの発見領域に基づいてピクセルを分類し、セグメンテーションマスクを生成する。
RamanSegの2つの変種は、解釈可能性と性能のトレードオフを可能にしている。
プロジェクションフリーのRamanSegは、平均フォアグラウンドDiceスコア67.3%のU-Netベースラインを上回り、ブラックボックストレーニングアプローチよりも有意義な改善をもたらした。
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