Atrial Fibrillation (AF) is characterized by rapid, irregular heartbeats, and can lead to fatal complications such as heart failure. The disease is divided into two sub-types based on severity, which can be automatically classified through CT volumes for disease screening of severe cases. However, existing classification approaches rely on generic radiomic features that may not be optimal for the task, whilst deep learning methods tend to over-fit to the high-dimensional volume inputs. In this work, we propose a novel radiomics-informed deep-learning method, RIDL, that combines the advantages of deep learning and radiomic approaches to improve AF sub-type classification. Unlike existing hybrid techniques that mostly rely on na\"ive feature concatenation, we observe that radiomic feature selection methods can serve as an information prior, and propose supplementing low-level deep neural network (DNN) features with locally computed radiomic features. This reduces DNN over-fitting and allows local variations between radiomic features to be better captured. Furthermore, we ensure complementary information is learned by deep and radiomic features by designing a novel feature de-correlation loss. Combined, our method addresses the limitations of deep learning and radiomic approaches and outperforms state-of-the-art radiomic, deep learning, and hybrid approaches, achieving 86.9% AUC for the AF sub-type classification task. Code is available at https://github.com/xmed-lab/RIDL.


翻译:房颤(AF)表现为快速、不规则的心跳,可能导致心力衰竭等致命并发症。该疾病根据严重程度分为两种亚型,可通过CT体数据自动分类以筛查重症病例。然而,现有分类方法依赖通用的放射组学特征,这些特征可能并非该任务的最优选择,而深度学习方法则容易对高维度体数据输入产生过拟合。在本研究中,我们提出一种创新的放射组学引导深度学习方法RIDL,该方法结合了深度学习与放射组学方法的优势,以改善房颤亚型分类。与多数依赖简单特征拼接的现有混合技术不同,我们观察到放射组学特征选择方法可作为信息先验,并建议用局部计算的放射组学特征补充浅层深度神经网络(DNN)特征。这既减少了DNN的过拟合,又使得放射组学特征之间的局部差异能被更好地捕捉。此外,我们通过设计一种新颖的特征去相关损失函数,确保深度特征与放射组学特征能学习互补信息。综合而言,我们的方法克服了深度学习与放射组学方法的局限性,在房颤亚型分类任务中实现了86.9%的AUC,性能超越现有最先进的放射组学、深度学习和混合方法。代码详见https://github.com/xmed-lab/RIDL。

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
47+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
47+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员