論文の概要: MulGT: Multi-task Graph-Transformer with Task-aware Knowledge Injection
and Domain Knowledge-driven Pooling for Whole Slide Image Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.10574v3
- Date: Thu, 30 Mar 2023 08:51:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 17:03:36.143882
- Title: MulGT: Multi-task Graph-Transformer with Task-aware Knowledge Injection
and Domain Knowledge-driven Pooling for Whole Slide Image Analysis
- Title(参考訳): mulgt: タスク対応のナレッジインジェクションとドメイン知識駆動プールを備えたマルチタスクグラフ変換器
- Authors: Weiqin Zhao, Shujun Wang, Maximus Yeung, Tianye Niu, Lequan Yu
- Abstract要約: 深層学習領域における自動診断を支援するためにWSI(Whole Slide Image)が広く用いられている。
特殊設計したグラフ変換器によるWSI解析のための新しいマルチタスクフレームワーク(MulGT)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 17.098951643252345
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Whole slide image (WSI) has been widely used to assist automated diagnosis
under the deep learning fields. However, most previous works only discuss the
SINGLE task setting which is not aligned with real clinical setting, where
pathologists often conduct multiple diagnosis tasks simultaneously. Also, it is
commonly recognized that the multi-task learning paradigm can improve learning
efficiency by exploiting commonalities and differences across multiple tasks.
To this end, we present a novel multi-task framework (i.e., MulGT) for WSI
analysis by the specially designed Graph-Transformer equipped with Task-aware
Knowledge Injection and Domain Knowledge-driven Graph Pooling modules.
Basically, with the Graph Neural Network and Transformer as the building
commons, our framework is able to learn task-agnostic low-level local
information as well as task-specific high-level global representation.
Considering that different tasks in WSI analysis depend on different features
and properties, we also design a novel Task-aware Knowledge Injection module to
transfer the task-shared graph embedding into task-specific feature spaces to
learn more accurate representation for different tasks. Further, we elaborately
design a novel Domain Knowledge-driven Graph Pooling module for each task to
improve both the accuracy and robustness of different tasks by leveraging
different diagnosis patterns of multiple tasks. We evaluated our method on two
public WSI datasets from TCGA projects, i.e., esophageal carcinoma and kidney
carcinoma. Experimental results show that our method outperforms single-task
counterparts and the state-of-theart methods on both tumor typing and staging
tasks.
- Abstract(参考訳): 深層学習領域における自動診断を支援するためにWSI(Whole Slide Image)が広く用いられている。
しかし、これまでのほとんどの研究は、実際の臨床環境と一致しないSINGLEタスク設定についてのみ論じており、病理学者は複数の診断タスクを同時に行うことが多い。
また、マルチタスク学習パラダイムは、複数のタスク間の共通点や相違点を活用することにより、学習効率を向上させることが一般的である。
この目的のために,タスク認識型知識注入とドメイン知識駆動型グラフポーリングモジュールを備えたグラフ変換器により,WSI解析のための新しいマルチタスクフレームワーク(MulGT)を提案する。
基本的に、Graph Neural NetworkとTransformerをビルディングコモンズとして、我々のフレームワークはタスクに依存しない低レベルローカル情報とタスク固有の高レベルグローバル表現を学習することができる。
WSI分析の異なるタスクが異なる機能や性質に依存していることを考慮し、タスク共有グラフをタスク固有の特徴空間に埋め込む新しいタスク対応知識注入モジュールを設計し、異なるタスクのより正確な表現を学ぶ。
さらに,各タスクに対する新たなドメイン知識駆動グラフプーリングモジュールの設計を行い,複数のタスクの異なる診断パターンを活用して,タスクの正確性と堅牢性を向上させる。
TCGAプロジェクトの2つの公開WSIデータセット,すなわち食道癌と腎癌について検討した。
実験の結果, 腫瘍のタイピングとステージングの両方において, シングルタスクと最先端メソッドに勝ることがわかった。
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