Learning Latent Imaging Biomarkers for Interpretable Microvascular Invasion Prediction in Hepatocellular Carcinoma

可解释性 人工智能 生物标志物 肝细胞癌 磁共振成像 计算机科学 成像生物标志物 医学 特征(语言学) 机器学习 相似性(几何) 模式识别(心理学) 特征提取 医学影像学 鉴定(生物学) 金标准(测试) 生物标志物发现 放射科 曲线下面积 图像(数学) 数据挖掘
作者
Ji Rao,Xinyu Liu,Yong Yi,Ying Xiao,Ye Luo
出处
期刊:Proceedings of the ... AAAI Conference on Artificial Intelligence [Association for the Advancement of Artificial Intelligence]
卷期号:40 (11): 8703-8711
标识
DOI:10.1609/aaai.v40i11.37823
摘要

Microvascular invasion (MVI) is a critical prognostic factor that significantly impacts postoperative outcomes in hepatocellular carcinoma (HCC). As the current gold standard for the diagnosis of MVI is based on the postoperative histopathological examination of whole slide images, accurate preoperative prediction of MVI status using magnetic resonance imaging (MRI) presents both a substantial clinical imperative and a significant challenge. In order to discover reliable MRI-based imaging biomarkers to support clinical decision making and enhance the interpretability of deep learning-based diagnostic models, we propose a novel interpretable MVI prediction framework in which the shared latent visual attributes are first learned and then used for potential imaging biomarker extraction and MVI diagnosis, respectively. To ensure that the visual attributes of these biomarkers are generalizable across diverse patients, the similarity constraints at the intra-patient level and the inter-patient level are enforced within the learned feature space, enabling intuitive biomarker discovery directly from the original image space. To guarantee semantic alignment between biomarkers and the characteristics of individual patients, we introduce a novel classification mechanism that directly links the alignment between each biomarker and patient-specific characteristics with the prediction, thereby ensuring a precise prediction of MVI. Furthermore, the interpretability of the model is enhanced by integrating a mask-based visual explanation method that highlights regions in patient images that correspond to the identified biomarkers. Extensive experiments on two MVI prediction datasets: HCC-WCH and HCC-ZSH unequivocally demonstrate our method's superior performance in both classification accuracy and interpretability.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
可乐梅子发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
ilucce发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
可乐完成签到 ,获得积分10
1秒前
zz发布了新的文献求助30
2秒前
jiangjiajun完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
mark完成签到,获得积分10
2秒前
222发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
hele完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
limo完成签到,获得积分10
3秒前
Goxan完成签到,获得积分10
4秒前
汉堡大王发布了新的文献求助10
4秒前
wxy发布了新的文献求助10
4秒前
梦清完成签到,获得积分10
4秒前
标致的枫发布了新的文献求助10
5秒前
李小明发布了新的文献求助10
5秒前
dante发布了新的文献求助10
5秒前
马洪雪完成签到,获得积分10
5秒前
yusuiwq发布了新的文献求助30
5秒前
king发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
苏堤韩完成签到,获得积分10
5秒前
hyh完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
LH大王发布了新的文献求助10
6秒前
haoyunlaI发布了新的文献求助10
6秒前
QDmaster发布了新的文献求助10
6秒前
Goxan发布了新的文献求助10
6秒前
元宝完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
cdercder应助苏光晨采纳,获得10
7秒前
天天快乐应助月落西山采纳,获得10
7秒前
Vampire完成签到,获得积分20
8秒前
Orange应助晒晒太阳采纳,获得10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Cognitive Psychology in a Changing World 600
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7682695
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9246815
关于积分的说明 19942533
捐赠科研通 7255386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3288264
关于科研通互助平台的介绍 2445749
邀请新用户注册赠送积分活动 2292012