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Advancing oncology with federated learning: transcending boundaries in breast, lung, and prostate cancer. A systematic review

Created by
  • Haebom

저자

Anshu Ankolekar, Sebastian Boie, Maryam Abdollahyan, Emanuela Gadaleta, Seyed Alireza Hasheminasab, Guang Yang, Charles Beauville, Nikolaos Dikaios, George Anthony Kastis, Michael Bussmann, Sara Khalid, Hagen Kruger, Philippe Lambin, Giorgos Papanastasiou

개요

본 논문은 종양학, 특히 유방암, 폐암, 전립선암 분야에서 중앙 집중식 기계 학습의 한계를 극복하기 위해 유망한 해결책으로 떠오른 연합 학습(FL)에 대한 체계적인 검토를 수행했습니다. 기존 설문 조사와 달리, 본 연구는 FL의 실제 구현 및 암 치료에 대한 영향을 비판적으로 평가하여 임상 환경 및 데이터에서 ML의 일반화 성능, 성능 및 데이터 프라이버시 향상에 대한 효과를 보여줍니다. 25건의 연구를 검토한 결과, 다양한 ML 모델과 임상 적용 분야에서 FL이 중앙 집중식 ML보다 15건에서 성능이 뛰어났으며, 정밀 의학을 위한 다중 모달 정보 통합을 용이하게 했습니다. 재현성, 표준화 및 연구 방법론 전반의 현재 과제에도 불구하고, 실제 데이터를 활용하고 임상적 요구를 해결하는 데 있어 FL의 장점은 암 연구 발전에 대한 상당한 잠재력을 강조합니다. 향후 연구는 이러한 한계를 해결하고 고급 FL 방법을 더욱 조사하여 데이터 다양성을 완전히 활용하고 암 치료에서 최첨단 FL의 변혁적 힘을 실현하는 데 중점을 두어야 한다고 제안합니다.

시사점, 한계점

시사점:
연합 학습(FL)이 종양학에서 중앙 집중식 기계 학습보다 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났습니다. (25건 중 15건에서 성능 우위)
FL은 다중 모달 정보 통합을 통해 정밀 의학 발전에 기여할 수 있습니다.
FL은 데이터 프라이버시 규정 강화 속에서도 점점 더 채택되고 있습니다.
실제 데이터 활용 및 임상적 요구 해결에 있어 FL의 잠재력이 크다는 것을 보여줍니다.
한계점:
연구 간 재현성, 표준화 및 방법론에 대한 과제가 존재합니다.
고급 FL 방법에 대한 추가 연구가 필요합니다.
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