مقاله مدل پایه سازگار با CUBS برای سگمنتیشن مورفولوژی و عدم قطعیت اولتراسوند عروق کاروتید و پیش‌بینی اولیه ریسک.

آترواسکلروز کاروتید عامل اصلی سکته ایسکمیک و حمله ایسکمیک گذرا است. ارزیابی اولتراسوند متداول بر اساس ضخامت اینتیما-مدیا، ظاهر پلاک، درجه تنگی و حداکثر سرعت سیستولیک استوار است، اما این شاخص‌های مبتنی بر مورفولوژی و سرعت ممکن است نتوانند به طور کامل خطر عروقی خاص هر بیمار را نشان دهند. این مطالعه AtheroFlow-XNet را معرفی می‌کند، یک مدل یادگیری مبتنی بر اولتراسوند سازگار با CUBS که مورفولوژی و عدم قطعیت را در نظر می‌گیرد و برای تقسیم‌بندی اینتیما-مدیا کاروتید و پیش‌بینی اولیه خطر طراحی شده است. با استفاده از مجموعه داده Carotid Ultrasound Boundary Study، حاشیه‌های دستی لومن-اینتیما و مدیا-ادونتیتیا به ماسک‌های متراکم اینتیما-مدیا برای تقسیم‌بندی تحت نظارت تبدیل شدند. متغیرهای بالینی در یک شاخه کمکی پیش‌بینی خطر گنجانده شدند و از Dropout مونت کارلو برای استنتاج آگاه از عدم قطعیت استفاده شد. مدل با استفاده از تقسیم‌بندی بیمار-محور آموزش-اعتبارسنجی-آزمون با ۱,۵۲۲ تصویر آموزشی، ۳۲۶ تصویر اعتبارسنجی و ۳۲۸ تصویر آزمون ارزیابی شد. مدل پیشنهادی به ضریب دایس ۰.۷۹۳۰ برای تقسیم‌بندی ماسک LI-MA، زیان تقسیم‌بندی ۰.۲۳۵۹ و مساحت زیر منحنی مشخصه عملکرد گیرنده ۰.۶۹۱۰ برای پیش‌بینی اولیه خطر دست یافت. نتایج کیفی نشان داد که ماسک‌های پیش‌بینی شده به طور کلی با حاشیه‌های دستی همسو بودند، در حالی که نقشه‌های عدم قطعیت مناطق مرزی دیوار مبهم را برجسته کردند. این نتایج نشان می‌دهند که مورفولوژی کاروتید مشتق شده از اولتراسوند می‌تواند از تحلیل خودکار دیوار و تفسیر آگاه از عدم قطعیت پشتیبانی کند. از آنجایی که CUBS شکل موج داپلر یا نشانگرهای همودینامیکی مشتق شده از CFD را ارائه نمی‌دهد، این کار باید به عنوان یک مدل پایه قابل تکرار مبتنی بر مورفولوژی تفسیر شود. کارهای آینده شامل پروفیل‌های جریان مشتق شده از داپلر، بازسازی عروقی خاص بیمار و نشانگرهای برشی دیوار مبتنی بر CFD خواهد بود.

Carotid atherosclerosis is a major contributor to ischemic stroke and transient ischemic attack. Conventional ultrasound assessment is commonly based on intima-media thickness, plaque appearance, stenosis degree, and peak systolic velocity, but these morphology- and velocity-based indicators may not fully capture patient-specific vascular risk. This study presents AtheroFlow-XNet, a CUBS-compatible ultrasound morphology and uncertainty-aware learning baseline for carotid intima-media segmentation and preliminary risk prediction. Using the Carotid Ultrasound Boundary Study dataset, manual lumen-intima and media-adventitia boundary annotations were converted into dense intima-media masks for supervised segmentation. Clinical variables were incorporated into an auxiliary risk-prediction branch, and Monte Carlo dropout was used for uncertainty-aware inference. The model was evaluated using a patient-level train-validation-test split with 1,522 training images, 326 validation images, and 328 testing images. The proposed model achieved a Dice coefficient of 0.7930 for LI-MA mask segmentation, a segmentation loss of 0.2359, and an area under the receiver operating characteristic curve of 0.6910 for preliminary risk prediction. Qualitative results showed that predicted masks were generally aligned with manual annotations, while uncertainty maps highlighted ambiguous wall-boundary regions. These results suggest that ultrasound-derived carotid morphology can support automated wall analysis and uncertainty-aware interpretation. Since CUBS does not provide Doppler waveforms or CFD-derived hemodynamic biomarkers, this work should be interpreted as a reproducible morphology-driven baseline. Future work will incorporate Doppler-derived flow profiles, patient-specific vascular reconstruction, and CFD-based wall shear biomarkers.