Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > eess > arXiv:2411.00888

帮助 | 高级搜索

电气工程与系统科学 > 图像与视频处理

arXiv:2411.00888 (eess)
[提交于 2024年10月31日 ]

标题: 针对神经认知障碍的临床轨迹预测的拓扑感知图增强技术

标题: Topology-Aware Graph Augmentation for Predicting Clinical Trajectories in Neurocognitive Disorders

Authors:Qianqian Wang, Wei Wang, Yuqi Fang, Hong-Jun Li, Andrea Bozoki, Mingxia Liu
摘要: 基于静息态功能磁共振成像(fMRI)的大脑网络/图有助于通过测量大脑中的神经元活动来研究神经认知障碍的潜在病理生理学。 一些研究利用基于学习的方法进行大脑网络分析,但通常由于标记的fMRI数据稀缺而导致模型泛化能力低。 作为一种显著的自监督策略,图对比学习有助于利用辅助的未标记数据。 然而,现有的方法通常任意扰动图节点/边以生成增强图,而没有考虑大脑网络的基本拓扑信息。 为此,我们提出了一个拓扑感知图增强(TGA)框架,该框架包括一个预训练模型,用于在大规模未标记的fMRI队列上训练通用编码器,以及一个任务特定模型,用于在小规模目标数据集上执行下游任务。 在预训练模型中,我们设计了两种新颖的拓扑感知图增强策略:(1)优先保留脑枢纽区域的中心节点删除,以及(2)基于边权重的重要功能连接保留的依赖权重的边删除。 在1,688个fMRI扫描实验表明,TGA优于几种最先进的方法。
摘要: Brain networks/graphs derived from resting-state functional MRI (fMRI) help study underlying pathophysiology of neurocognitive disorders by measuring neuronal activities in the brain. Some studies utilize learning-based methods for brain network analysis, but typically suffer from low model generalizability caused by scarce labeled fMRI data. As a notable self-supervised strategy, graph contrastive learning helps leverage auxiliary unlabeled data. But existing methods generally arbitrarily perturb graph nodes/edges to generate augmented graphs, without considering essential topology information of brain networks. To this end, we propose a topology-aware graph augmentation (TGA) framework, comprising a pretext model to train a generalizable encoder on large-scale unlabeled fMRI cohorts and a task-specific model to perform downstream tasks on a small target dataset. In the pretext model, we design two novel topology-aware graph augmentation strategies: (1) hub-preserving node dropping that prioritizes preserving brain hub regions according to node importance, and (2) weight-dependent edge removing that focuses on keeping important functional connectivities based on edge weights. Experiments on 1, 688 fMRI scans suggest that TGA outperforms several state-of-the-art methods.
主题: 图像与视频处理 (eess.IV) ; 计算机视觉与模式识别 (cs.CV); 机器学习 (cs.LG); 神经与认知 (q-bio.NC)
引用方式: arXiv:2411.00888 [eess.IV]
  (或者 arXiv:2411.00888v1 [eess.IV] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.00888
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Qianqian Wang [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2024 年 10 月 31 日 19:37:20 UTC (1,390 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
eess.IV
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-11
切换浏览方式为:
cs
cs.CV
cs.LG
eess
q-bio
q-bio.NC

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号