Spatio-Temporal Graph Hubness Propagation Model for Dynamic Brain Network Classification

计算机科学 网络拓扑 卷积神经网络 人工智能 动态功能连接 动态网络分析 图形 模式识别(心理学) 拓扑(电路) 静息状态功能磁共振成像 理论计算机科学 神经科学 计算机网络 数学 组合数学 生物
作者
Qi Zhu,Shengrong Li,Xiangshui Meng,Qiang Xu,Zhiqiang Zhang,Wei Shao,Daoqiang Zhang
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:43 (6): 2381-2394 被引量:4
标识
DOI:10.1109/tmi.2024.3363014
摘要

Dynamic brain network has the advantage over static brain network in characterizing the variation pattern of functional brain connectivity, and it has attracted increasing attention in brain disease diagnosis. However, most of the existing dynamic brain networks analysis methods rely on extracting features from independent brain networks divided by sliding windows, making them hard to reveal the high-order dynamic evolution laws of functional brain networks. Additionally, they cannot effectively extract the spatio-temporal topology features in dynamic brain networks. In this paper, we propose to use optimal transport (OT) theory to capture the topology evolution of the dynamic brain networks, and develop a multi-channel spatio-temporal graph convolutional network that collaboratively extracts the temporal and spatial features from the evolution networks. Specifically, we first adaptively evaluate the graph hubness of brain regions in the brain network of each time window, which comprehensively models information transmission among multiple brain regions. Second, the hubness propagation information across adjacent time windows is captured by optimal transport, describing high-order topology evolution of dynamic brain networks. Moreover, we develop a spatio-temporal graph convolutional network with attention mechanism to collaboratively extract the intrinsic temporal and spatial topology information from the above networks. Finally, the multi-layer perceptron is adopted for classifying the dynamic brain network. The extensive experiment on the collected epilepsy dataset and the public ADNI dataset show that our proposed method not only outperforms several state-of-the-art methods in brain disease diagnosis, but also reveals the key dynamic alterations of brain connectivities between patients and healthy controls.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
霍凡白完成签到,获得积分10
2秒前
Shrimp完成签到 ,获得积分10
4秒前
12秒前
完美世界应助也无风雨采纳,获得10
17秒前
zyp应助斯文的傲珊采纳,获得10
18秒前
如泣草芥完成签到,获得积分0
27秒前
不秃燃的小老弟完成签到 ,获得积分10
30秒前
zyp应助jlwang采纳,获得10
31秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
36秒前
friend516完成签到 ,获得积分10
45秒前
46秒前
小白完成签到 ,获得积分10
48秒前
尘染完成签到 ,获得积分10
48秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
55秒前
56秒前
isedu完成签到,获得积分10
56秒前
1分钟前
小新小新完成签到 ,获得积分10
1分钟前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
DDd完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shyxia完成签到 ,获得积分10
1分钟前
loren313完成签到,获得积分0
1分钟前
珂珂完成签到 ,获得积分10
2分钟前
沉静香氛完成签到 ,获得积分10
2分钟前
yellowonion完成签到 ,获得积分10
2分钟前
娟儿完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
高高代珊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
anna1992完成签到,获得积分10
2分钟前
洪旺旺完成签到 ,获得积分10
2分钟前
贝贝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
柠檬要加冰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
也无风雨发布了新的文献求助10
2分钟前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
七仔完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Mass producing individuality 600
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
A Combined Chronic Toxicity and Carcinogenicity Study of ε-Polylysine in the Rat 400
Advances in Underwater Acoustics, Structural Acoustics, and Computational Methodologies 300
Effect of deresuscitation management vs. usual care on ventilator-free days in patients with abdominal septic shock 200
Erectile dysfunction From bench to bedside 200
Advanced Introduction to Behavioral Law and Economics 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3825038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3367362
关于积分的说明 10445271
捐赠科研通 3086738
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1698238
邀请新用户注册赠送积分活动 816657
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 769907