电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2024年11月1日
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标题: 肿瘤位置加权MRI报告对比学习:提高儿童脑肿瘤诊断可解释性的框架
标题: Tumor Location-weighted MRI-Report Contrastive Learning: A Framework for Improving the Explainability of Pediatric Brain Tumor Diagnosis
摘要: 尽管卷积神经网络(CNNs)在基于磁共振成像(MRI)的脑肿瘤诊断中表现出色,但它们尚未被广泛整合到临床工作流程中。这主要是因为模型预测所依赖的特征对放射科医生来说并不明确,因此在临床上被认为无关紧要,即缺乏可解释性。作为放射科医生知识和经验的宝贵来源,放射学报告可以与MRI结合在一个对比学习(CL)框架中,通过从图像-报告关联中学习来提高CNN的可解释性。 在这项工作中,我们在三维脑部MRI扫描和放射学报告上训练了一个多模态对比学习架构,以学习有信息量的MRI表示。此外,我们将与多种脑肿瘤分析任务相关的肿瘤位置引入该框架,以提高其泛化能力。然后,我们应用学习到的图像表示来改进儿童低级别胶质瘤(最常见的儿童脑肿瘤)的遗传标志物分类的可解释性和性能,作为下游任务。 我们的结果显示,模型注意力图与手动肿瘤分割之间的Dice分数为31.1%(作为可解释性的衡量标准),测试分类性能为87.7%,显著优于基线。这些改进可以在放射科医生中建立对模型的信任,促进其整合到临床实践中,以实现更高效的肿瘤诊断。
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