Identifying, tracking, and predicting wound heal-stage progression is a fundamental task towards proper diagnosis, effective treatment, facilitating healing, and reducing pain. Traditionally, a medical expert might observe a wound to determine the current healing state and recommend treatment. However, sourcing experts who can produce such a diagnosis solely from visual indicators can be time-consuming and expensive. In addition, lesions may take several weeks to undergo the healing process, demanding resources to monitor and diagnose continually. Automating this task can be challenging; datasets that follow wound progression from onset to maturation are small, rare, and often collected without computer vision in mind. To tackle these challenges, we introduce a self-supervised learning scheme composed of (a) learning embeddings of wound's temporal dynamics, (b) clustering for automatic stage discovery, and (c) fine-tuned classification. The proposed self-supervised and flexible learning framework is biologically inspired and trained on a small dataset with zero human labeling. The HealNet framework achieved high pre-text and downstream classification accuracy; when evaluated on held-out test data, HealNet achieved 94.2% pre-text accuracy and 93.8% heal-stage classification accuracy.


翻译:确定、跟踪和预测伤口愈合阶段进展是正确诊断、有效治疗、促进愈合和减少疼痛的根本任务。传统上,医学专家可以观察伤口以确定目前的愈合状态,并建议治疗。然而,仅仅从视觉指标中寻找能够进行这种诊断的专家可能耗费时间和费用。此外,损伤可能需要几周时间才能进行愈合过程,需要持续监测和诊断资源。这项任务的自动化可能具有挑战性;在从开始到成熟阶段的伤口进展之后收集的数据集很小,很少,而且往往收集时没有计算机的眼光。为了应对这些挑战,我们引入了一种自我监督的学习计划,其中包括:(a) 学习伤口时间动态嵌入;(b) 自动阶段发现组合;(c) 微调分类。拟议的自我监督和灵活的学习框架在生物学上受到启发,并经过培训,以建立带有零人类标签的小型数据集。HealNet框架实现了高的预文本和下游分类准确度;在评估长期测试数据时,HealNet实现了94.2%的准确度和93.8%的治疗阶段分类。

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