論文の概要: Fed-ADApt: Federated Anytime Depth Adaptation for Resource-Aware Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.03474v1
- Date: Fri, 02 Oct 2026 15:47:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-06 00:14:30.458749
- Title: Fed-ADApt: Federated Anytime Depth Adaptation for Resource-Aware Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): Fed-ADApt:Federated Anytime Depth Adaptation for Resource-Aware Medical Image Segmentation
- Abstract要約: フェデレートラーニングは、患者の生データを共有することなく、医療画像セグメンテーションモデルの協調トレーニングを可能にする。
UNetセグメンテーションのための深度適応型フェデレーションフレームワークであるFed-ADAptを提案する。
Fed-ADAptは多層監視と階層的な深度集約を統合し、各サイトがローカルの計算予算に応じてトレーニングできる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.950993376049535
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Federated learning (FL) enables collaborative training of medical image segmentation models without sharing raw patient data, yet existing approaches assume a homogeneous compute budget across institutions, limiting participation of low-resource sites. We propose Fed-ADApt, a depth-adaptive federated framework for UNet-based segmentation that jointly addresses low-compute training and inference. Fed-ADApt integrates multi-depth supervision with hierarchical depth-wise aggregation, allowing each site to train according to its local compute budget while contributing to a global model that supports dynamic depth selection at deployment. We evaluated Fed-ADApt on multi-site 2D retinal fundus disc segmentation and 3D brain tumor segmentation. Across both tasks, federated collaboration substantially improves robustness under domain shift. Fed-ADApt matched the full-resource FedAvg performance in 3D and achieved competitive 2D performance with a 4.7% average Dice reduction, while reducing average inference cost by 19.5% in 3D and 34.5% in 2D and substantially reducing training cost by 98% at the most constrained sites. Importantly, Fed-ADApt enables low-resource institutions that cannot train full-capacity models to participate in federations while maintaining competitive global performance under a favorable accuracy to efficiency trade-off. By considering training and inference compute budgets, Fed-ADApt provides a practical and equitable solution for federated medical image segmentation across heterogeneous clinical and edge-enabled imaging environments.
- Abstract(参考訳): フェデレートラーニング(FL)は、患者データを共有することなく、医療画像セグメンテーションモデルの協調トレーニングを可能にするが、既存のアプローチでは、機関間で均質な計算予算を仮定し、低リソースサイトへの参加を制限する。
提案するFed-ADAptは,低計算量トレーニングと推論を併用した,UNetベースのセグメンテーションのための奥行き適応型フェデレーションフレームワークである。
Fed-ADAptは階層的な深度管理と階層的な深度集約を統合し、各サイトがローカルの計算予算に従ってトレーニングし、デプロイ時の動的深度選択をサポートするグローバルモデルにコントリビュートすることを可能にする。
マルチサイト2D網膜基底板分節と3D脳腫瘍分節のFed-ADAptについて検討した。
両方のタスク全体で、連携したコラボレーションは、ドメインシフト下での堅牢性を大幅に改善します。
Fed-ADAptは3DのフルリソースのFedAvgのパフォーマンスに匹敵し、平均Diceを4.7%減らし、平均推論コストを3Dで19.5%、2Dで34.5%減らし、トレーニングコストを最も制約された場所で98%減らした。
重要なことは、Fed-ADAptは、フェデレーションに参加するためのフルキャパシティモデルを訓練できない低リソースの機関を、競争力のあるグローバルパフォーマンスを維持しながら、トレードオフの効率性に有利な精度で維持することを可能にする。
Fed-ADAptは、トレーニングと推論の計算予算を考慮し、異種臨床およびエッジ対応イメージング環境におけるフェデレーションされた医療画像セグメンテーションのための実用的で公平なソリューションを提供する。
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