論文の概要: AlignUS: MRI-Guided Ultrasound Representation Learning for ALS Classification from Tongue Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.15285v1
- Date: Mon, 14 Sep 2026 09:43:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 07:15:06.211651
- Title: AlignUS: MRI-Guided Ultrasound Representation Learning for ALS Classification from Tongue Images
- Title(参考訳): Alignus:舌画像からのALS分類のためのMRI誘導超音波表現学習
- Abstract要約: 舌の高分解能超音波(HRUS)は、球根の関与を評価するためのポータブルで低コストな代替手段を提供する。
本稿では,MRIからHRUSに基づく分類器へ解剖学的知識を伝達するクロスモーダルな知識蒸留フレームワークであるAlignusを提案する。
このモデルは4つの患者レベルのクロスバリデーションフォールドに集約された0.958の患者レベルのバランス精度、0.963のマクロF1、0.990のROC-AUCを実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease in which early assessment remains challenging, particularly in low-resource settings where MRI is often unavailable. High-resolution ultrasound (HRUS) of the tongue offers a portable and low-cost alternative for evaluating bulbar involvement, but learning reliable diagnostic models is limited by small datasets and the difficulty of extracting robust representations from ultrasound alone. We propose AlignUS, a cross-modal knowledge distillation framework that transfers anatomical knowledge from MRI to a HRUS-based classifier while requiring only HRUS at inference time. The model combines classification loss, supervised contrastive learning, and feature-level distillation to align HRUS representations with MRI embeddings. AlignUS achieves a patient-level balanced accuracy of 0.958, macro-F1 of 0.963, and ROC-AUC of 0.990, aggregated across four patient-level cross-validation folds, with consistent improvements over HRUS baselines and cross-modal alternatives. These results demonstrate that MRI-derived supervision can substantially improve ultrasound-based ALS assessment while preserving low-cost, inference-time independence from MRI.
- Abstract(参考訳): 筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)は進行性神経変性疾患であり, 早期評価が困難である。
舌の高分解能超音波(HRUS)は、球根への関与を評価するためのポータブルで低コストな代替手段を提供するが、信頼性の高い診断モデルは、小さなデータセットによって制限され、超音波単独で堅牢な表現を抽出することが困難である。
本稿では,MRIからHRUSに基づく分類器へ解剖学的知識を伝達するクロスモーダルな知識蒸留フレームワークであるAlignusを提案する。
このモデルは、分類損失、教師付きコントラスト学習、特徴レベルの蒸留を組み合わせ、HRUS表現をMRI埋め込みと整合させる。
Alignus は 0.958 と 0.963 のマクロF1 と 0.990 のROC-AUC を 4 つの患者レベルのクロスバリデーションフォールドに集約し,HRUS のベースラインとクロスモーダルの代替品に一貫した改良を加えた。
以上の結果から,MRIによる超音波によるALS評価は,MRIからの低コスト・推定時間独立性を保ちながら大幅に改善できることが示された。
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