神经形态融合:一种神经启发的混合学习框架,用于在物联网支持的医疗保健系统中进行可解释的深层损伤检测
Roseline Oluwaseun Ogundokun1,2, Rotimi-Williams Bello1, Pius Adewale Owolawi1
1Department of Computer Systems Engineering, Faculty of Information and Communication Technology, Tshwane University of Technology, Pretoria, South Africa.
Technology in cancer research & treatment
|March 12, 2026
概括
NeuroMorphFusion通过将深度学习与神经启发模型相结合来增强医疗成像,以在边缘设备上有效和可解释的病变检测. 这种框架实现了高精度,同时保持了低延迟,以实现现实世界的临床整合.
科学领域:
- 人工智能的人工智能
- 医疗成像医学成像
- 计算神经科学是一种神经科学.
背景情况:
- 医疗物联网 (IoMT) 的深度学习提高了自动化病变检测.
- 挑战包括在资源有限的边缘设备上保持诊断准确性,可解释性和效率.
研究的目的:
- 引入NeuroMorphFusion,这是一个用于可解释和高效的病变检测的混合框架.
- 为解决边缘计算的 IoMT 中当前深度学习模型的局限性.
主要方法:
- 神经形态融合集成了ResNet18骨干,尖端神经网络 (SNN) 和形态注意力机制.
- 一个半监督的强化学习策略和一个遗传算法 (GA) 优化模型的准确性,可解释性和效率.
- 在Jetson Nano上进行了超参数优化,在8分钟内收.
主要成果:
- 在IQ-OTHNCCD肺癌CT数据集上,NeuroMorphFusion实现了98.18%的分类准确度.
- 与VGG16,SqueezeNet,MobileNetV3和ResNet18相比,该框架显示出更高的透明度和效率.
- 多目标优化平衡了灵敏度,延迟和可解释性,并通过SHAP和Grad-CAM可视化进行了增强.
结论:
- 神经形态融合有效地结合了神经生物学灵感,数学可解释性和对IoMT的边缘高效计算.
- 该框架显示了对现实世界的临床集成和可扩展的IoMT部署的潜力,因为它的准确性,可解释性和低延迟优化.
