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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Al-Fakih,&#x20;Abdulkhalek</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Rezk,&#x20;Abbas&#x20;Mohamed</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Shazly,&#x20;Abdullah</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Ryu,&#x20;Kanghyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Al-masni,&#x20;Mohammed&#x20;A.</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2025-10-15T06:30:06Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2025-10-15T06:30:06Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2025-10-13</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Deep&#x20;learning&#x20;models&#x20;for&#x20;medical&#x20;image&#x20;segmentation&#x20;often&#x20;struggle&#x20;with&#x20;performance&#x20;issues&#x20;when&#x20;datasets&#x20;are&#x20;affected&#x20;by&#x20;label&#x20;noise&#x20;or&#x20;annotation&#x20;errors,&#x20;commonly&#x20;introduced&#x20;during&#x20;manual&#x20;process&#x20;or&#x20;lack&#x20;of&#x20;proficiency.&#x20;These&#x20;noisy&#x20;annotations&#x20;disrupt&#x20;the&#x20;loss&#x20;function,&#x20;leading&#x20;to&#x20;&quot;partially&#x20;incorrect&quot;&#x20;gradients&#x20;that&#x20;impair&#x20;the&#x20;model&amp;apos;s&#x20;learning&#x20;and&#x20;overall&#x20;performance.&#x20;Additionally,&#x20;the&#x20;limited&#x20;availability&#x20;of&#x20;scanned&#x20;data&#x20;for&#x20;training&#x20;often&#x20;makes&#x20;it&#x20;challenging&#x20;to&#x20;develop&#x20;a&#x20;robust&#x20;model.&#x20;A&#x20;common&#x20;approach&#x20;to&#x20;address&#x20;this&#x20;issue&#x20;is&#x20;to&#x20;leverage&#x20;similar&#x20;large&#x20;annotated&#x20;datasets.&#x20;However,&#x20;differences&#x20;in&#x20;dataset&#x20;distributions&#x20;can&#x20;also&#x20;lead&#x20;to&#x20;inconsistencies,&#x20;introducing&#x20;erroneous&#x20;gradients&#x20;during&#x20;training&#x20;and&#x20;further&#x20;impacting&#x20;model&#x20;performance.&#x20;To&#x20;address&#x20;these&#x20;challenges,&#x20;we&#x20;propose&#x20;MGR-DAS&#x20;(Meta-Gradient&#x20;Reweighting&#x20;via&#x20;Direction-Aware&#x20;Similarity),&#x20;a&#x20;novel&#x20;meta-learning-based&#x20;approach&#x20;that&#x20;can&#x20;automatically&#x20;evaluate&#x20;the&#x20;reliability&#x20;of&#x20;training&#x20;samples&#x20;during&#x20;training&#x20;using&#x20;a&#x20;small,&#x20;clean&#x20;subset&#x20;easily&#x20;curated&#x20;from&#x20;the&#x20;noisy&#x20;dataset.&#x20;Our&#x20;method&#x20;quantifies&#x20;reliability&#x20;by&#x20;measuring&#x20;the&#x20;cosine&#x20;similarity&#x20;between&#x20;the&#x20;gradients&#x20;of&#x20;noisy&#x20;training&#x20;samples&#x20;and&#x20;those&#x20;of&#x20;the&#x20;clean&#x20;subset.&#x20;Samples&#x20;with&#x20;higher&#x20;gradient&#x20;alignment&#x20;are&#x20;assigned&#x20;greater&#x20;weights&#x20;during&#x20;training,&#x20;effectively&#x20;reducing&#x20;the&#x20;impact&#x20;of&#x20;noisy&#x20;labels&#x20;and&#x20;improving&#x20;model&#x20;robustness.&#x20;We&#x20;evaluate&#x20;our&#x20;method&#x20;using&#x20;three&#x20;standard&#x20;metrics&#x20;for&#x20;medical&#x20;image&#x20;segmentation:&#x20;the&#x20;Dice&#x20;Similarity&#x20;Coefficient&#x20;(DSC),&#x20;the&#x20;95th&#x20;percentile&#x20;Hausdorff&#x20;Distance&#x20;(HD95),&#x20;and&#x20;Intersection&#x20;over&#x20;Union&#x20;(IoU).&#x20;The&#x20;proposed&#x20;MGR-DAS&#x20;achieved&#x20;an&#x20;overall&#x20;2.4&#x20;%&#x20;improvement&#x20;in&#x20;the&#x20;DSC&#x20;on&#x20;the&#x20;brain&#x20;tumor&#x20;segmentation&#x20;(BraTS,&#x20;2021)&#x20;dataset.&#x20;Remarkably,&#x20;even&#x20;with&#x20;only&#x20;10&#x20;clean&#x20;annotations&#x20;used&#x20;in&#x20;the&#x20;reweighting&#x20;algorithm,&#x20;our&#x20;method&#x20;yielded&#x20;a&#x20;28.7&#x20;%&#x20;gain&#x20;in&#x20;DSC.&#x20;In&#x20;real-world,&#x20;data-scarce&#x20;scenarios,&#x20;our&#x20;proposed&#x20;MGR-DAS&#x20;also&#x20;improved&#x20;the&#x20;overall&#x20;DSC&#x20;score&#x20;by&#x20;2.6&#x20;%&#x20;on&#x20;BraTS&#x20;pediatric&#x20;(BraTS-PEDs)&#x20;and&#x20;by&#x20;1.0&#x20;%&#x20;on&#x20;BraTS-Africa,&#x20;demonstrating&#x20;strong&#x20;generalizability&#x20;and&#x20;robustness.&#x20;Experimental&#x20;results&#x20;confirm&#x20;that&#x20;the&#x20;proposed&#x20;method&#x20;reliably&#x20;identifies&#x20;noisy&#x20;data,&#x20;prioritizes&#x20;clean&#x20;data&#x20;through&#x20;adaptive&#x20;weighting,&#x20;and&#x20;outperforms&#x20;existing&#x20;fine-tuning,&#x20;curriculum&#x20;learning&#x20;techniques,&#x20;and&#x20;other&#x20;meta-learning&#x20;frameworks&#x20;commonly&#x20;employed&#x20;in&#x20;classification&#x20;tasks.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Pergamon&#x20;Press&#x20;Ltd.</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Learning&#x20;robust&#x20;brain&#x20;tumor&#x20;segmentation&#x20;under&#x20;label&#x20;corruption&#x20;and&#x20;data&#x20;scarcity</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1016&#x2F;j.engappai.2025.112322</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Engineering&#x20;Applications&#x20;of&#x20;Artificial&#x20;Intelligence,&#x20;v.162,&#x20;no.Part&#x20;A</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Engineering&#x20;Applications&#x20;of&#x20;Artificial&#x20;Intelligence</dcvalue>
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