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从疑似目标中学习:提升乳腺 X 线摄影中乳腺癌检测性能的自举方法

计算机视觉与模式识别 2020-03-04 v1

摘要

深度学习目标检测算法已广泛应用于医学图像分析。目前所有目标检测任务均基于标注了目标类别及其边界框的数据。另一方面,诸如乳腺 X 线摄影之类的医学图像通常包含与病灶区域相似的正常区域或物体,若不加处理,在测试阶段可能被误分类。本文通过引入一种新颖的 top likelihood loss 及一种新的采样流程来筛选并训练疑似目标区域,同时提出一种相似度损失以进一步区分疑似目标与真实目标,从而解决该问题。采用依据预测目标的均值平均精度(mAP)以及依据患者分类的特异度、灵敏度、准确率、AUC 值进行性能比较。我们首先在一个私有致密乳腺 X 线摄影数据集上测试所提方法。结果表明,我们的方法大幅降低了假阳性率,且在检测肿块型癌症时特异度提升了 0.25。值得指出的是,致密乳腺通常具有更高的患乳腺癌风险,且在诊断中更难以检测癌症,而我们的方法优于所报道的放射科医生性能结果。我们的方法还在公开的 Digital Database for Screening Mammography(DDSM)数据集上得到验证,在肿块型癌症检测上带来显著改进,并优于最先进的现有工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.01109,
  title  = {Learning from Suspected Target: Bootstrapping Performance for Breast Cancer Detection in Mammography},
  author = {Li Xiao and Cheng Zhu and Junjun Liu and Chunlong Luo and Peifang Liu and Yi Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.01109},
  year   = {2020}
}