Learn-Explain-Reinforce: Counterfactual Reasoning and its Guidance to Reinforce an Alzheimer's Disease Diagnosis Model

反事实思维 计算机科学 强化学习 人工智能 一般化 机器学习 任务(项目管理) 心理学 数学 社会心理学 数学分析 经济 管理
作者
Kwanseok Oh,Jee Seok Yoon,Heung‐Il Suk
出处
期刊:IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence [IEEE Computer Society]
卷期号:45 (4): 4843-4857 被引量:39
标识
DOI:10.1109/tpami.2022.3197845
摘要

Existing studies on disease diagnostic models focus either on diagnostic model learning for performance improvement or on the visual explanation of a trained diagnostic model. We propose a novel learn-explain-reinforce (LEAR) framework that unifies diagnostic model learning, visual explanation generation (explanation unit), and trained diagnostic model reinforcement (reinforcement unit) guided by the visual explanation. For the visual explanation, we generate a counterfactual map that transforms an input sample to be identified as an intended target label. For example, a counterfactual map can localize hypothetical abnormalities within a normal brain image that may cause it to be diagnosed with Alzheimer's disease (AD). We believe that the generated counterfactual maps represent data-driven knowledge about a target task, i.e., AD diagnosis using structural MRI, which can be a vital source of information to reinforce the generalization of the trained diagnostic model. To this end, we devise an attention-based feature refinement module with the guidance of the counterfactual maps. The explanation and reinforcement units are reciprocal and can be operated iteratively. Our proposed approach was validated via qualitative and quantitative analysis on the ADNI dataset. Its comprehensibility and fidelity were demonstrated through ablation studies and comparisons with existing methods.
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
发呆小天才儿完成签到 ,获得积分10
刚刚
科研通AI6.4应助yu采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
山姆93发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
玉子发布了新的文献求助10
3秒前
甜甜元槐完成签到,获得积分10
3秒前
李En发布了新的文献求助10
3秒前
ding应助欢喜问筠采纳,获得10
4秒前
4秒前
Ava应助武科大采纳,获得10
5秒前
满天星完成签到,获得积分10
5秒前
DLY677完成签到,获得积分10
5秒前
Owen应助幸运鱼采纳,获得10
5秒前
情怀应助yanziwu94采纳,获得10
6秒前
RA发布了新的文献求助10
6秒前
辛勤诗兰发布了新的文献求助10
6秒前
小分队发布了新的文献求助10
7秒前
ss发布了新的文献求助10
7秒前
YY发布了新的文献求助200
7秒前
7秒前
CodeCraft应助锦七采纳,获得10
8秒前
zzzzzp发布了新的文献求助20
8秒前
梅花笑发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助故意的花瓣采纳,获得10
8秒前
9秒前
传奇3应助彩色的过客采纳,获得10
9秒前
10秒前
SciGPT应助serein采纳,获得10
10秒前
搜集达人应助ZhangChulun采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
情怀应助文静的尔白采纳,获得10
11秒前
11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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
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 7308172
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8925714
关于积分的说明 18914784
捐赠科研通 6970796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212712
关于科研通互助平台的介绍 2381331
邀请新用户注册赠送积分活动 2190477