論文の概要: Do 3D Medical Foundation Models See Through MRI Artifacts? A Controlled Study of Representation Robustness
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06613v1
- Date: Thu, 06 Aug 2026 21:55:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.297968
- Title: Do 3D Medical Foundation Models See Through MRI Artifacts? A Controlled Study of Representation Robustness
- Title(参考訳): 3DメディカルファウンデーションモデルはMRIアーチファクトを通して見るか? : 表現ロバスト性に関する制御された研究
- Abstract要約: 3D医療基礎モデルは汎用的特徴抽出器としてますます利用されているが、MRIアーチファクトに対する感受性はいまだによく分かっていない。
本稿では、異なるアーキテクチャ、目的、事前学習ドメイン、データセットスケールにまたがる5つの事前学習された3次元エンコーダにおける表現堅牢性の評価を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.8602553195689513
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Self-supervised 3D medical foundation models are increasingly used as general-purpose feature extractors, yet their sensitivity to MRI artifacts remains poorly understood. We present a controlled evaluation of representation robustness across five pretrained 3D encoders spanning different architectures, objectives, pretraining domains, and dataset scales. Using BraTS-Africa cases with four MRI sequences, we generate seven frequency- and image-domain artifacts at five predefined corruption settings. Robustness is assessed using linear centered kernel alignment (CKA), RankMe, and UMAP, complemented by an independent segmentation-consistency analysis. We find that robustness is strongly model- and artifact-dependent. 3DINO exhibits the most consistently stable representations, while BrainIAC is highly sensitive to several corruptions; NeuroVFM, BrainFM, and Neuro-SimCLR show intermediate but distinct artifact-specific profiles. Across many conditions, CKA decreases substantially while RankMe remains comparatively stable, indicating that artifacts often distort representation geometry without causing dimensional collapse. Segmentation consistency also degrades under corruption, particularly for ghosting and Rician noise, but aligns only partially with representation-level robustness. These findings show that larger-scale or domain-specific pretraining alone does not guarantee artifact invariance and motivate explicit robustness evaluation before deploying 3D foundation models in heterogeneous MRI settings.
- Abstract(参考訳): 自己監督型3D医療基礎モデルは汎用的特徴抽出器としてますます利用されているが、MRIアーチファクトに対する感受性はいまだによく分かっていない。
本稿では、異なるアーキテクチャ、目的、事前学習ドメイン、データセットスケールにまたがる5つの事前学習された3次元エンコーダにおける表現堅牢性の評価を行う。
4つのMRIシーケンスを持つBraTS-Africaのケースを使用して、事前に定義された5つの汚職設定で、7つの周波数および画像ドメインアーティファクトを生成する。
ロバストネスは線形中心カーネルアライメント(CKA)、RanMe、UMAPを用いて評価され、独立したセグメンテーション一貫性解析によって補完される。
堅牢性はモデルに依存し,アーティファクトに依存しています。
3DINOは最も安定した表現を示し、BrainIACはいくつかの汚職に非常に敏感である。
多くの条件において、CKAは著しく減少するが、RangeMeは比較的安定であり、アーティファクトが次元的な崩壊を引き起こすことなく表現幾何学を歪ませることがしばしばあることを示している。
セグメンテーションの一貫性は、特にゴーストやリキアンノイズの汚職の下でも低下するが、部分的には表現レベルの堅牢さと一致している。
以上の結果から, 大規模あるいはドメイン固有の事前訓練だけでは, 異種MRI設定に3次元基礎モデルを配置する前に, アーチファクトのばらつきを保証せず, 明確なロバスト性評価を動機付けることが示唆された。
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