A Dual-Branch Cross-Modality-Attention Network for Thyroid Nodule Diagnosis Based on Ultrasound Images and Contrast-Enhanced Ultrasound Videos
Notice bibliographique
Résumé
Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) has been extensively employed as an imaging modality in thyroid nodule diagnosis due to its capacity to visualise the distribution and circulation of micro-vessels in organs and lesions in a non-invasive manner. However, current CEUS-based thyroid nodule diagnosis methods suffered from: 1) the blurred spatial boundaries between nodules and other anatomies in CEUS videos, and 2) the insufficient representations of the local structural information of nodule tissues by the features extracted only from CEUS videos. In this paper, we propose a novel dual-branch network with a cross-modality-attention mechanism for thyroid nodule diagnosis by integrating the information from tow related modalities, i.e., CEUS videos and ultrasound image. The mechanism has two parts: US-attention-from-CEUS transformer (UAC-T) and CEUS-attention-from-US transformer (CAU-T). As such, this network imitates the manner of human radiologists by decomposing the diagnosis into two correlated tasks: 1) the spatio-temporal features extracted from CEUS are hierarchically embedded into the spatial features extracted from US with UAC-T for the nodule segmentation; 2) the US spatial features are used to guide the extraction of the CEUS spatio-temporal features with CAU-T for the nodule classification. The two tasks are intertwined in the dual-branch end-to-end network and optimized with the multi-task learning (MTL) strategy. The proposed method is evaluated on our collected thyroid US-CEUS dataset. Experimental results show that our method achieves the classification accuracy of 86.92%, specificity of 66.41%, and sensitivity of 97.01%, outperforming the state-of-the-art methods. As a general contribution in the field of multi-modality diagnosis of diseases, the proposed method has provided an effective way to combine static information with its related dynamic information, improving the quality of deep learning based diagnosis with an additional benefit of explainability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».