論文の概要: HierarchiRetina: A Diabetic Retinopathy Screening and Grading Cascade with Heterogeneous Mixture-of-Experts Lesion Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17933v1
- Date: Tue, 13 Oct 2026 08:19:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 08:10:30.472903
- Title: HierarchiRetina: A Diabetic Retinopathy Screening and Grading Cascade with Heterogeneous Mixture-of-Experts Lesion Segmentation
- Title(参考訳): HierarchiRetina : Heterogeneous Mixture-of-Experts Lesion Segmentation を用いた糖尿病網膜症のスクリーニングとグレーディングカスケード
- Abstract要約: HierarchiRetinaは検査可能なステージ出力を備えたスクリーニング、セグメンテーション、グレーディングカスケードである。
HSMoE-AUNetは、スキップ、ボトルネック、デコーダブロックが異種専門家のまばらな混合であるU-Netである。
LG-DRGは、経常的重症度からグレードビリティを分離し、病変マスクがクロスアテンションを通して画像に問い合わせることを可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5949779668853556
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Clinical screening for diabetic retinopathy proceeds in stages, yet most automated systems grade fundus images with a single black-box network. Three gaps remain: (i) lesions differ widely in size and contrast, but segmenters typically apply the same blocks to all; (ii) ungradable images are usually excluded or treated as an extra class, and lesion-aware graders seldom test whether lesions drive the grade; (iii) staged systems often report each stage only on the images reaching it, leaving propagated errors unmeasured. HierarchiRetina, a screening, segmentation and grading cascade with inspectable stage outputs, addresses each gap. First, HSMoE-AUNet is a U-Net whose skip, bottleneck and decoder blocks are sparse mixtures of heterogeneous experts, with lesion-matched types, counts and losses; SwinHRUNetPP, a dual-encoder vessel segmenter, uses a field-of-view-restricted loss. Second, LG-DRG separates gradability from ordinal severity and lets lesion masks query the image through gated cross-attention. Third, an end-to-end evaluation counts screening misses as errors and traces each error to its stage. Pooled Dice ranged from 0.184 (microaneurysms) to 0.579 (exudates); vessel Dice was 0.731. On 58,689 held-out images from six datasets, end-to-end quadratic weighted kappa was 0.804, with referral sensitivity 0.832 at specificity 0.947, and the screening gate caused 66% of errors. In ablations, the grade ignored the masks, even with the cross-attention gate started open. On all 4,105 official DDR test images, six-class accuracy was 85.6%, above the best published six-class result we found (83.8%). Staged screening systems should be evaluated end-to-end, with stage attribution and mask ablation, before clinical deployment.
- Abstract(参考訳): 糖尿病網膜症の臨床スクリーニングは段階的に進行するが、ほとんどの自動化されたシステムは単一のブラックボックスネットワークで基底画像を評価する。
3つのギャップが残っている。
i) 病変の大きさとコントラストは様々であるが, セグメンタは一般的に, すべてに同じブロックを施す。
(ii)非分解性画像は、通常、余分な分類として除外されるか、扱われるが、病変がグレードを駆動するかどうかの検査はめったに行われない。
第三に、段階的なシステムは、到達した画像にのみ各ステージを報告し、伝播エラーを未測定のまま残すことが多い。
検査可能なステージ出力を備えたスクリーニング、セグメンテーション、グレーディングカスケードであるHierarchiRetinaは、各ギャップに対処する。
まず、HSMoE-AUNetは、スキップ、ボトルネック、デコーダブロックが、病変にマッチした型、カウント、損失を持つ異種の専門家の疎結合であるU-Netである。
第二に、LG-DRGは経常的重症度からグレードビリティを分離し、病変マスクがゲートクロスアテンションを通じて画像に問い合わせることを可能にする。
第3に、エンドツーエンドの評価では、スクリーニングミスをエラーとしてカウントし、各エラーをステージにトレースする。
冷却されたDiceは0.184 (microaneurysms) から0.579 (exudates) まで変化し、Dice は 0.731 であった。
6つのデータセットの58,689枚のホールドアウト画像では、終端から終端までの重み付きカッパは0.804で、参照感度は0.947で0.832であり、スクリーニングゲートは66%のエラーを引き起こした。
アブレーションでは、クロスアテンションゲートが開いても、グレードはマスクを無視しました。
公式の4,105枚のDDRテスト画像では、6級の精度は85.6%であり、最も優れた6級の結果(83.8%)を上回った。
段階的スクリーニングシステムは, 臨床展開前に, 段階的帰属とマスクアブレーションを伴って, エンドツーエンドで評価すべきである。
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