Structural magnetic resonance imaging (MRI) studies have shown that Alzheimer's Disease (AD) induces both localised and widespread neural degenerative changes throughout the brain. However, the absence of segmentation that highlights brain degenerative changes presents unique challenges for training CNN-based classifiers in a supervised fashion. In this work, we evaluated several unsupervised methods to train a feature extractor for downstream AD vs. CN classification. Using the 3D T1-weighted MRI data of cognitive normal (CN) subjects from the synthetic neuroimaging LDM100K dataset, lightweight 3D CNN-based models are trained for brain age prediction, brain image rotation classification, brain image reconstruction and a multi-head task combining all three tasks into one. Feature extractors trained on the LDM100K synthetic dataset achieved similar performance compared to the same model using real-world data. This supports the feasibility of utilising large-scale synthetic data for pretext task training. All the training and testing splits are performed on the subject-level to prevent data leakage issues. Alongside the simple preprocessing steps, the random cropping data augmentation technique shows consistent improvement across all experiments.


翻译:结构磁共振成像研究表明,阿尔茨海默病会引发大脑局部及广泛的神经退行性改变。然而,由于缺乏能够突显脑退行性变化的标注分割,这为以监督方式训练基于CNN的分类器带来了独特挑战。本研究评估了多种无监督方法,以训练用于下游AD与认知正常分类任务的特征提取器。利用合成神经影像数据集LDM100K中认知正常受试者的3D T1加权MRI数据,我们训练了轻量级3D CNN模型,分别用于脑龄预测、脑图像旋转分类、脑图像重建以及将三项任务结合的多头联合任务。基于LDM100K合成数据集训练的特征提取器,与使用真实世界数据的相同模型相比取得了相近的性能,这证实了利用大规模合成数据进行预训练任务可行性。所有训练集与测试集的划分均在受试者层面进行,以避免数据泄露问题。在简单预处理步骤的基础上,随机裁剪数据增强技术在所有实验中均展现出稳定的性能提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月31日
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
73+阅读 · 2018年12月22日
VIP会员
最新内容
探秘Palantir:驱动美情报的科技巨头
专知会员服务
1+阅读 · 39分钟前
《美国海军军事海运司令部 2026年手册》
专知会员服务
1+阅读 · 48分钟前
《人工智能使能系统可靠性框架》
专知会员服务
2+阅读 · 今天2:28
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
10+阅读 · 4月26日
《强化学习数学基础》
专知会员服务
7+阅读 · 4月26日
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员