論文の概要: A CUBS-Compatible Ultrasound Morphology and Uncertainty-Aware Baseline for Carotid Intima-Media Segmentation and Preliminary Risk Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14949v1
- Date: Thu, 14 May 2026 15:21:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.90843
- Title: A CUBS-Compatible Ultrasound Morphology and Uncertainty-Aware Baseline for Carotid Intima-Media Segmentation and Preliminary Risk Prediction
- Title(参考訳): CUBS-Compatible Ultrasound Morphology and Uncertainty-Aware Baseline for Carotid Intima-Media Segmentation and Preliminary Risk Prediction
- Authors: Aueaphum Aueawatthanaphisut,
- Abstract要約: 頸動脈硬化症は虚血性脳梗塞および一過性虚血発作の原因となる。
本研究では,CUBS互換超音波形態と不確実性認識ベースラインであるAtheroFlow-XNetについて述べる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Carotid atherosclerosis is a major contributor to ischemic stroke and transient ischemic attack. Conventional ultrasound assessment is commonly based on intima-media thickness, plaque appearance, stenosis degree, and peak systolic velocity, but these morphology- and velocity-based indicators may not fully capture patient-specific vascular risk. This study presents AtheroFlow-XNet, a CUBS-compatible ultrasound morphology and uncertainty-aware learning baseline for carotid intima-media segmentation and preliminary risk prediction. Using the Carotid Ultrasound Boundary Study dataset, manual lumen-intima and media-adventitia boundary annotations were converted into dense intima-media masks for supervised segmentation. Clinical variables were incorporated into an auxiliary risk-prediction branch, and Monte Carlo dropout was used for uncertainty-aware inference. The model was evaluated using a patient-level train-validation-test split with 1,522 training images, 326 validation images, and 328 testing images. The proposed model achieved a Dice coefficient of 0.7930 for LI-MA mask segmentation, a segmentation loss of 0.2359, and an area under the receiver operating characteristic curve of 0.6910 for preliminary risk prediction. Qualitative results showed that predicted masks were generally aligned with manual annotations, while uncertainty maps highlighted ambiguous wall-boundary regions. These results suggest that ultrasound-derived carotid morphology can support automated wall analysis and uncertainty-aware interpretation. Since CUBS does not provide Doppler waveforms or CFD-derived hemodynamic biomarkers, this work should be interpreted as a reproducible morphology-driven baseline. Future work will incorporate Doppler-derived flow profiles, patient-specific vascular reconstruction, and CFD-based wall shear biomarkers.
- Abstract(参考訳): 頸動脈硬化症は虚血性脳梗塞および一過性虚血発作の原因となる。
従来の超音波検査は intima-media thickness, plaque appearance, stenosis degree, peak systolic velocity が一般的であるが,これらの形態および速度に基づく指標は患者固有の血管のリスクを完全に把握することができない。
本研究では,CUBS互換超音波形態と不確実性認識ベースラインであるAtheroFlow-XNetについて述べる。
頸動脈超音波境界研究データセットを用いて,手動の月経と経時的境界アノテーションを高密度の intima-media mask に変換し,教師付きセグメンテーションを行った。
臨床変数は補助的リスク予測枝に組み込まれ,不確実性を考慮した推論にはモンテカルロ・ドロップアウトが用いられた。
このモデルは,1,522のトレーニング画像,326の検証画像,328の検査画像を用いて,患者レベルの列車検証テストスプリットを用いて評価した。
提案モデルでは,LI-MAマスクセグメンテーションのDice係数0.7930,セグメンテーション損失0.2359,レシーバ動作特性曲線0.6910のエリアを予備リスク予測として達成した。
定性的な結果から、予測マスクは一般的に手動のアノテーションと一致し、不確実性マップでは曖昧な壁境界領域が強調された。
以上の結果から,超音波下頸動脈形態学は自動壁解析と不確実性認識の解釈を支援することが示唆された。
CUBSはドップラー波形やCFD由来の血行動態バイオマーカーを提供していないので、この研究は再現可能な形態素駆動のベースラインとして解釈されるべきである。
今後、ドップラー由来のフロープロファイル、患者固有の血管再建、CFDベースの壁せん断バイオマーカーを組み込む予定だ。
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