論文の概要: VOLTA: an Environment-Aware Contrastive Cell Representation Learning for
Histopathology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04696v1
- Date: Wed, 8 Mar 2023 16:35:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 13:21:05.981296
- Title: VOLTA: an Environment-Aware Contrastive Cell Representation Learning for
Histopathology
- Title(参考訳): VOLTA: 環境に配慮した病理組織学のためのコントラスト細胞表現学習
- Authors: Ramin Nakhli, Allen Zhang, Hossein Farahani, Amirali Darbandsari,
Elahe Shenasa, Sidney Thiessen, Katy Milne, Jessica McAlpine, Brad Nelson, C
Blake Gilks, Ali Bashashati
- Abstract要約: 病理組織像における細胞表現学習のための自己組織化フレームワーク(VOLTA)を提案する。
我々は、世界中の複数の機関から収集されたデータに関する広範な実験にモデルを適用した。
提案フレームワークの有効性を明らかにするため, 卵巣癌および子宮内膜癌にVOLTAを応用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.3436781233454516
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In clinical practice, many diagnosis tasks rely on the identification of
cells in histopathology images. While supervised machine learning techniques
require labels, providing manual cell annotations is time-consuming due to the
large number of cells. In this paper, we propose a self-supervised framework
(VOLTA) for cell representation learning in histopathology images using a novel
technique that accounts for the cell's mutual relationship with its environment
for improved cell representations. We subjected our model to extensive
experiments on the data collected from multiple institutions around the world
comprising of over 700,000 cells, four cancer types, and cell types ranging
from three to six categories for each dataset. The results show that our model
outperforms the state-of-the-art models in cell representation learning. To
showcase the potential power of our proposed framework, we applied VOLTA to
ovarian and endometrial cancers with very small sample sizes (10-20 samples)
and demonstrated that our cell representations can be utilized to identify the
known histotypes of ovarian cancer and provide novel insights that link
histopathology and molecular subtypes of endometrial cancer. Unlike supervised
deep learning models that require large sample sizes for training, we provide a
framework that can empower new discoveries without any annotation data in
situations where sample sizes are limited.
- Abstract(参考訳): 臨床では、多くの診断タスクは病理組織像中の細胞の同定に依存する。
教師付き機械学習技術はラベルを必要とするが、多数のセルのために手動のセルアノテーションを提供するのに時間がかかる。
本稿では,細胞表現の環境との相互関係を考慮に入れた新しい手法を用いて,細胞表現学習のための自己教師型フレームワーク(VOLTA)を提案する。
我々は,70,000以上の細胞,4種類の癌,および各データセットの3~6つのカテゴリからなる世界中の複数の機関から収集されたデータに関する広範な実験を行った。
その結果,細胞表現学習において,我々のモデルは最先端のモデルよりも優れていた。
提案フレームワークの潜在能力を実証するため,非常に小さなサンプルサイズ(10-20サンプル)の卵巣癌および子宮内膜癌にVOLTAを適用し,卵巣癌の既往の組織型を同定し,子宮内膜癌の病理組織と分子サブタイプを関連づける新たな知見を提供することができた。
トレーニング用に大規模なサンプルサイズを必要とする教師付きディープラーニングモデルとは異なり、サンプルサイズが制限された状況において、アノテーションデータなしで新しい発見を促進するフレームワークを提供する。
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