This study proposes an integrated multi-task learning model that performs both lesion segmentation and lesion-type classification simultaneously in breast ultrasound images. Conventional single-task approaches handle segmentation and classification independently, often leading to information isolation and a failure to leverage complementary features between the tasks. To overcome these limitations, we adopt a two-stage U-Net architecture with a ResNet-101 backbone and introduce the Hierarchical Gating Module (HGM) as the core component of our framework. HGM hierarchically reuses the coarse segmentation probability map generated in Stage 1 to modulate multi-scale encoder features in Stage 2, thereby maximizing the synergistic interaction between segmentation and classification. Experiments conducted on the BUSI breast ultrasound dataset demonstrate that the proposed HGMNet achieves superior performance compared to existing models, recording a Dice coefficient of 0.7431 for segmentation and an accuracy of 0.8500 for classification. These results indicate that the proposed model can effectively integrate the two tasks within a single unified network, thereby enhancing both the accuracy and reliability of breast ultrasound–based diagnosis.
목차
Abstract I. 서론 II. 연구 방법 1. 데이터셋 구성 2. 제안 모델(HGM-Net) 구조 3. 손실 함수 4. 학습 및 검증 과정 III. 연구 결과 및 고찰 1. 주요 실험 결과 2. Ablation Study 3. 외부 데이터셋 검증 결과 IV. 결론 감사의 말씀 참고문헌
키워드
Breast ultrasoundMulti-task learningDeep learningHGMHGM-Net
저자
오예인 [ Yein Oh | 동국대학교 바이오헬스의료기기규제과학과 ]
고재은 [ Jaeeun Ko | 동국대학교 바이오헬스의료기기규제과학과 ]
권지연 [ Jiyean Kwon | 동국대학교 의료기기산업학과 ]
김성민 [ Sungmin | 동국대학교 바이오헬스의료기기규제과학과, 동국대학교 의료기기산업학과, 동국대학교 의생명공학과 ]
Corresponding Author
한국에프디시규제과학회(구 한국에프디시법제학회) [The Korean Society of Food, Drug and Cosmetic Regulatory Sciences]
설립연도
2006
분야
의약학>약학
소개
본회는 의약품, 의약외품, 의료기기, 화장품 및 건강기능식품 등과 관련된 국내·외의 각종 법령과 규정 등에 대한 연구와 발표 등을 통하여 합리적이고 투명한 법령과 규정의 제·개정 및 정책개발에 기여함으로써 관련 산업의 발전과 국민의 건강증진에 기여하며 회원 상호 간의 친목을 도모함을 목적으로 한다.
간행물
간행물명
KFDC규제과학회지(구 FDC법제연구) [Regulatory Research on Food, Drug and Cosmetic]