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DualSwinUnet++: An Enhanced Swin-Unet Architecture With Dual Decoders For PTMC Segmentation

Created by
  • Haebom

저자

Maryam Dialameh, Hossein Rajabzadeh, Moslem Sadeghi-Goughari, Jung Suk Sim, Hyock Ju Kwon

개요

초음파 유도 고주파 절제술(RFA) 중 갑상선 유두 미세암종(PTMC)의 정확한 분할은 효과적인 치료에 중요하지만, 음향 인공물, 작은 병변 크기 및 해부학적 변이로 인해 어려움이 있습니다. 본 연구에서는 갑상선 글랜드 컨텍스트를 통합하여 PTMC 분할을 향상시키도록 설계된 이중 디코더 트랜스포머 기반 아키텍처인 DualSwinUnet++를 제안합니다. DualSwinUnet++는 각 디코더에 대해 독립적인 선형 투영 헤드와 첫 번째(갑상선) 디코더에서 두 번째(PTMC) 디코더로 중간 특징을 연결 및 변환을 통해 전달하는 잔차 정보 흐름 메커니즘을 사용합니다. 이러한 설계 선택을 통해 모델은 공유 그래디언트 간섭 없이 갑상선 형태에 명시적으로 종양 예측을 조건화할 수 있습니다. 691개의 주석이 달린 RFA 이미지가 있는 임상 초음파 데이터 세트로 훈련되고 최첨단 모델과 비교하여 평가된 DualSwinUnet++는 200ms 미만의 추론 지연 시간을 유지하면서 우수한 Dice 및 Jaccard 점수를 달성합니다. 결과는 모델이 거의 실시간 수술 보조에 적합하고 어려운 PTMC 사례에서 분할 정확도를 향상시키는 데 효과적임을 보여줍니다.

시사점, 한계점

시사점:
DualSwinUnet++는 갑상선 유두 미세암종(PTMC)의 초음파 유도 고주파 절제술(RFA) 중 정확한 분할을 향상시키는 효과적인 방법을 제시합니다.
200ms 미만의 빠른 추론 속도로 실시간 수술 보조에 적용 가능성을 보여줍니다.
갑상선 글랜드 컨텍스트를 활용하여 어려운 PTMC 사례에서도 높은 정확도를 달성합니다.
최첨단 모델 대비 우수한 Dice 및 Jaccard 점수를 기록합니다.
한계점:
연구에 사용된 데이터셋의 크기 및 다양성에 대한 명시적인 언급이 부족합니다. 더 큰 규모의 다양한 데이터셋으로의 일반화 성능 검증이 필요합니다.
임상 적용을 위한 추가적인 검증 및 실제 수술 환경에서의 성능 평가가 필요합니다.
모델의 해석 가능성 및 신뢰도에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
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