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Site-Level Fine-Tuning with Progressive Layer Freezing: Towards Robust Prediction of Bronchopulmonary Dysplasia from Day-1 Chest Radiographs in Extremely Preterm Infants

Created by
  • Haebom

저자

Sybelle Goedicke-Fritz (Department of General Pediatrics and Neonatology, Saarland University, Campus Homburg, Homburg/Saar, Germany), Michelle Bous (Department of General Pediatrics and Neonatology, Saarland University, Campus Homburg, Homburg/Saar, Germany), Annika Engel (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany), Matthias Flotho (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany, Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland), Pascal Hirsch (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany), Hannah Wittig (Department of General Pediatrics and Neonatology, Saarland University, Campus Homburg, Homburg/Saar, Germany), Dino Milanovic (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany), Dominik Mohr (Department of General Pediatrics and Neonatology, Saarland University, Campus Homburg, Homburg/Saar, Germany), Mathias Kaspar (Digital Medicine, University Hospital of Augsburg, Augsburg, Germany), Sogand Nemat (Department of Radiology, and Interventional Radiology, University Hospital of Saarland, Homburg, Germany), Dorothea Kerner (Department of Radiology, and Interventional Radiology, University Hospital of Saarland, Homburg, Germany), Arno Bucker (Department of Radiology, and Interventional Radiology, University Hospital of Saarland, Homburg, Germany), Andreas Keller (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany, Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland, Pharma Science Hub), Sascha Meyer (Clinical Centre Karlsruhe, Franz-Lust Clinic for Paediatrics, Karlsruhe, Germany), Michael Zemlin (Department of General Pediatrics and Neonatology, Saarland University, Campus Homburg, Homburg/Saar, Germany), Philipp Flotho (Chair for Clinical Bioinformatics, Saarland Informatics Campus, Saarland University, Saarbrucken, Germany, Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland)

개요

극소 저체중 출생아의 흉부 X-레이를 이용한 기관지 폐 이형성증(BPD) 예측을 위한 딥러닝 모델 개발. 생후 24시간 이내 촬영된 X-레이를 사용하여, 사전 훈련된 ResNet-50 모델을 미세 조정하고 CutMix augmentation과 선형 프로빙을 적용하여 BPD의 중등도/중증 예측을 수행. 도메인별 사전 훈련이 중요하며, 개발된 모델은 임상 적용 가능성을 보임.

시사점, 한계점

시사점:
생후 1일차 흉부 X-레이를 활용하여 BPD 예측 가능.
도메인 특정 사전 훈련의 중요성 확인.
모델의 임상 적용 가능성 제시.
계산 효율성을 유지하여 현장 구현 및 연합 학습에 적합.
한계점:
모델의 성능은 AUROC 0.78로, 개선의 여지가 있음.
IRDS 등급은 제한적인 예측 가치를 보임.
데이터셋의 규모가 작아 일반화 성능을 높이기 위한 추가 연구 필요.
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