Mecanismo de atención por canal en la red convolucional 3D para la detección de nódulos pulmonares
Autores: Zhu, Xiaoyu; Wang, Xiaohua; Shi, Yueting; Ren, Shiwei; Wang, Weijiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mecanismo de atención por canal en la red convolucional 3D para la detección de nódulos pulmonares
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Detección de nódulos pulmonares
Métodos de detección de una etapa
Sensibilidad
Especificidad
Mecanismo de atención
Conjunto de datos LUNA16
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La detección de nódulos pulmonares es esencial para reducir la mortalidad por cáncer de pulmón. Los métodos de detección de una etapa han surgido recientemente como alternativas de alto rendimiento y bajo consumo de energía a los métodos de detección de nódulos pulmonares de dos etapas. Sin embargo, es difícil para las redes de detección de una etapa existentes equilibrar la sensibilidad y la especificidad. En este artículo, proponemos un mecanismo de detección de extremo a extremo combinado con un mecanismo de atención por canal basado en una red residual en forma de U en 3D. Primero, se introduce una compuerta de atención mejorada (AG) para reducir la tasa de falsos positivos al emplear dimensiones críticas de características en conexiones de salto para la propagación de características. En segundo lugar, se diseña una unidad de interacción de canales (CIU) antes de la cabeza de detección para mejorar aún más la sensibilidad de detección. Además, se adopta la función de pérdida de mecanismo de armonización de gradientes (GHM) para resolver el problema causado por el desequilibrio de muestras positivas y negativas. Realizamos experimentos en el conjunto de datos LUNA16 y logramos un rendimiento con una puntuación de métrica de rendimiento de competencia (CPM) del 89.5% y una sensibilidad del 95%. El método propuesto supera a los modelos existentes en cuanto a sensibilidad y especificidad, manteniendo la ventaja de ser liviano, lo que lo hace adecuado para la detección automática de nódulos pulmonares.
Descripción
La detección de nódulos pulmonares es esencial para reducir la mortalidad por cáncer de pulmón. Los métodos de detección de una etapa han surgido recientemente como alternativas de alto rendimiento y bajo consumo de energía a los métodos de detección de nódulos pulmonares de dos etapas. Sin embargo, es difícil para las redes de detección de una etapa existentes equilibrar la sensibilidad y la especificidad. En este artículo, proponemos un mecanismo de detección de extremo a extremo combinado con un mecanismo de atención por canal basado en una red residual en forma de U en 3D. Primero, se introduce una compuerta de atención mejorada (AG) para reducir la tasa de falsos positivos al emplear dimensiones críticas de características en conexiones de salto para la propagación de características. En segundo lugar, se diseña una unidad de interacción de canales (CIU) antes de la cabeza de detección para mejorar aún más la sensibilidad de detección. Además, se adopta la función de pérdida de mecanismo de armonización de gradientes (GHM) para resolver el problema causado por el desequilibrio de muestras positivas y negativas. Realizamos experimentos en el conjunto de datos LUNA16 y logramos un rendimiento con una puntuación de métrica de rendimiento de competencia (CPM) del 89.5% y una sensibilidad del 95%. El método propuesto supera a los modelos existentes en cuanto a sensibilidad y especificidad, manteniendo la ventaja de ser liviano, lo que lo hace adecuado para la detección automática de nódulos pulmonares.