USFM: A Universal Ultrasound Foundation Model Generalized to Tasks and Organs towards Label Efficient Image Analysis

计算机科学 概括性 人工智能 分割 灰度 图像(数学) 机器学习 模式识别(心理学) 心理学 心理治疗师
作者
Jing Jiao,Jin Zhou,Xiaokang Li,Menghua Xia,Yi Huang,Lihong Huang,Na Wang,Xiaofan Zhang,Shichong Zhou,Yuanyuan Wang,Yi Guo
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2401.00153
摘要

Inadequate generality across different organs and tasks constrains the application of ultrasound (US) image analysis methods in smart healthcare. Building a universal US foundation model holds the potential to address these issues. Nevertheless, the development of such foundational models encounters intrinsic challenges in US analysis, i.e., insufficient databases, low quality, and ineffective features. In this paper, we present a universal US foundation model, named USFM, generalized to diverse tasks and organs towards label efficient US image analysis. First, a large-scale Multi-organ, Multi-center, and Multi-device US database was built, comprehensively containing over two million US images. Organ-balanced sampling was employed for unbiased learning. Then, USFM is self-supervised pre-trained on the sufficient US database. To extract the effective features from low-quality US images, we proposed a spatial-frequency dual masked image modeling method. A productive spatial noise addition-recovery approach was designed to learn meaningful US information robustly, while a novel frequency band-stop masking learning approach was also employed to extract complex, implicit grayscale distribution and textural variations. Extensive experiments were conducted on the various tasks of segmentation, classification, and image enhancement from diverse organs and diseases. Comparisons with representative US image analysis models illustrate the universality and effectiveness of USFM. The label efficiency experiments suggest the USFM obtains robust performance with only 20% annotation, laying the groundwork for the rapid development of US models in clinical practices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xiaoD完成签到 ,获得积分10
刚刚
可耐的凌旋完成签到 ,获得积分10
刚刚
张益达完成签到,获得积分10
1秒前
优雅的皮卡丘完成签到,获得积分10
2秒前
搬砖完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
寄托完成签到 ,获得积分10
2秒前
Jeffery426完成签到,获得积分10
3秒前
ines完成签到 ,获得积分10
3秒前
孟可心发布了新的文献求助10
3秒前
姜1完成签到 ,获得积分10
3秒前
Slence完成签到,获得积分10
4秒前
研友_LNB7rL完成签到 ,获得积分10
4秒前
sdjjis完成签到 ,获得积分10
4秒前
dyd完成签到,获得积分10
5秒前
DIAPTERA完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
开放芝麻完成签到 ,获得积分10
7秒前
请输入昵称完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6应助空间广阔采纳,获得10
7秒前
zhangxinan完成签到,获得积分10
8秒前
香蕉诗蕊完成签到 ,获得积分0
8秒前
airvince发布了新的文献求助50
8秒前
maiyatangmei完成签到,获得积分10
9秒前
aaa完成签到 ,获得积分10
9秒前
双双完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
杭紫雪完成签到,获得积分10
10秒前
ghn123456789完成签到,获得积分10
10秒前
GuoH发布了新的文献求助10
11秒前
fx完成签到,获得积分10
11秒前
Fiona完成签到,获得积分10
12秒前
wyz完成签到 ,获得积分10
12秒前
202211010668完成签到 ,获得积分20
12秒前
Driscoll发布了新的文献求助20
13秒前
夏惋清完成签到 ,获得积分0
14秒前
端庄千琴完成签到,获得积分10
14秒前
wwgn完成签到 ,获得积分10
15秒前
zhuxl完成签到,获得积分10
15秒前
北地风情完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
化妆品原料学 1000
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5645234
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4768151
关于积分的说明 15027004
捐赠科研通 4803757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2568448
邀请新用户注册赠送积分活动 1525778
关于科研通互助平台的介绍 1485451