亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Grad-CAM helps interpret the deep learning models trained to classify multiple sclerosis types using clinical brain magnetic resonance imaging

可解释性 人工智能 卷积神经网络 判别式 模式识别(心理学) 计算机科学 体素 深度学习 神经影像学 功能磁共振成像 概化理论 机器学习 神经科学 心理学 发展心理学
作者
Yunyan Zhang,Daphne Hong,Daniel G. McClement,Olayinka Oladosu,Glen Pridham,Garth Slaney
出处
期刊:Journal of Neuroscience Methods [Elsevier]
卷期号:353: 109098-109098 被引量:53
标识
DOI:10.1016/j.jneumeth.2021.109098
摘要

Deep learning using convolutional neural networks (CNNs) has shown great promise in advancing neuroscience research. However, the ability to interpret the CNNs lags far behind, confounding their clinical translation. We interrogated 3 heatmap-generating techniques that have increasing generalizability for CNN interpretation: class activation mapping (CAM), gradient (Grad)-CAM, and Grad-CAM++. To investigate the impact of CNNs on heatmap generation, we also examined 6 different models trained to classify brain magnetic resonance imaging into 3 types: relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS), secondary progressive MS (SPMS), and control. Further, we designed novel methods to visualize and quantify the heatmaps to improve interpretability. Grad-CAM showed the best heatmap localizing ability, and CNNs with a global average pooling layer and pretrained weights had the best classification performance. Based on the best-performing CNN model, called VGG19, the 95th percentile values of Grad-CAM in SPMS were significantly higher than RRMS, indicating greater heterogeneity. Further, voxel-wise analysis of the thresholded Grad-CAM confirmed the difference identified visually between RRMS and SPMS in discriminative brain regions: occipital versus frontal and occipital, or temporal/parietal. No study has examined the CAM methods together using clinical images. There is also lack of study on the impact of CNN architecture on heatmap outcomes, and of technologies to quantify heatmap patterns in clinical settings. Grad-CAM outperforms CAM and Grad-CAM++. Integrating Grad-CAM, novel heatmap quantification approaches, and robust CNN models may be an effective strategy in identifying the most crucial brain areas underlying disease development in MS.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
星启发布了新的文献求助10
18秒前
三人水明完成签到 ,获得积分10
20秒前
星启发布了新的文献求助10
47秒前
himat完成签到,获得积分10
1分钟前
寻道图强应助Wei采纳,获得50
2分钟前
Betty123456完成签到,获得积分20
2分钟前
hiha完成签到 ,获得积分10
2分钟前
迷人面包完成签到,获得积分10
2分钟前
坚强的广山完成签到,获得积分0
3分钟前
一丢丢完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
小庸医完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Thermalwave完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
很腥的鸭蛋完成签到 ,获得积分10
4分钟前
nadia完成签到,获得积分10
5分钟前
7分钟前
7分钟前
7分钟前
刘德华完成签到 ,获得积分10
7分钟前
8分钟前
琳琅发布了新的文献求助10
8分钟前
谷谷发布了新的文献求助10
9分钟前
成就丸子完成签到 ,获得积分10
9分钟前
谷谷完成签到,获得积分20
9分钟前
professorY完成签到 ,获得积分10
10分钟前
李健应助科研通管家采纳,获得10
10分钟前
情怀应助琳琅采纳,获得10
10分钟前
10分钟前
美好芳完成签到 ,获得积分10
10分钟前
10分钟前
琳琅发布了新的文献求助10
10分钟前
慢冷完成签到,获得积分10
11分钟前
慢冷发布了新的文献求助10
11分钟前
Georgechan完成签到,获得积分10
11分钟前
12分钟前
lin.xy发布了新的文献求助10
12分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12分钟前
12分钟前
lin.xy完成签到,获得积分10
12分钟前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Love and Friendship in the Western Tradition: From Plato to Postmodernity 500
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 500
Johann Gottlieb Fichte: Die späten wissenschaftlichen Vorlesungen / IV,1: ›Transzendentale Logik I (1812)‹ 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2556661
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2180334
关于积分的说明 5623707
捐赠科研通 1901718
什么是DOI,文献DOI怎么找? 949988
版权声明 565625
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504846