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Comparative Study of UNet-based Architectures for Liver Tumor Segmentation in Multi-Phase Contrast-Enhanced Computed Tomography

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저자

Doan-Van-Anh Ly (The Saigon International University), Thi-Thu-Hien Pham (International University, Vietnam National University HCMC), Thanh-Hai Le (The Saigon International University)

개요

본 연구는 다중 위상 조영 증강 CT(CECT) 영상에서 간 종양 분할을 위한 UNet 기반 아키텍처의 성능을 조사합니다. ResNet, Transformer, Mamba 백본을 가진 UNet 및 UNet3+ 모델을 평가하고, 사전 훈련된 가중치로 초기화했습니다. ResNet 기반 모델이 일관되게 우수한 성능을 보였으며, CBAM(Convolutional Block Attention Module)을 통합하여 성능을 더욱 향상시켰습니다. ResNetUNet3+ with CBAM 모델은 Dice 점수 0.755, IoU 0.662, HD95 거리 77.911, 정확도 0.925, 특이도 0.926을 달성하여 최상의 결과를 보였습니다. Grad-CAM 시각화를 통해 모델의 결정 과정을 분석했습니다.

시사점, 한계점

ResNet 아키텍처가 최신 아키텍처보다 우수한 성능을 보임
CBAM 모듈을 사용한 ResNetUNet3+가 가장 높은 성능을 기록
Grad-CAM 시각화를 통해 모델의 해석 가능성 향상
한계점: 구체적인 데이터셋 특성 및 일반화 성능에 대한 추가 연구 필요
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