論文の概要: Graph Domain Adaptation with Dual-branch Encoder and Two-level Alignment for Whole Slide Image-based Survival Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.14001v1
- Date: Thu, 21 Nov 2024 10:35:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-22 15:19:04.178509
- Title: Graph Domain Adaptation with Dual-branch Encoder and Two-level Alignment for Whole Slide Image-based Survival Prediction
- Title(参考訳): 全スライド画像を用いた生存予測のためのデュアルブランチエンコーダと2レベルアライメントを用いたグラフ領域適応
- Authors: Yuntao Shou, Peiqiang Yan, Xingjian Yuan, Xiangyong Cao, Qian Zhao, Deyu Meng,
- Abstract要約: 本稿では,WSI ドメイン間の機能およびカテゴリレベルのアライメントを検討するために,デュアルブランチと2レベルアライメント(DETA)フレームワークを提案する。
当社の作業は、WSIデータ分析におけるドメインシフト問題を緩和する最初の試みです。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 40.21378307349686
- License:
- Abstract: In recent years, histopathological whole slide image (WSI)- based survival analysis has attracted much attention in medical image analysis. In practice, WSIs usually come from different hospitals or laboratories, which can be seen as different domains, and thus may have significant differences in imaging equipment, processing procedures, and sample sources. These differences generally result in large gaps in distribution between different WSI domains, and thus the survival analysis models trained on one domain may fail to transfer to another. To address this issue, we propose a Dual-branch Encoder and Two-level Alignment (DETA) framework to explore both feature and category-level alignment between different WSI domains. Specifically, we first formulate the concerned problem as graph domain adaptation (GDA) by virtue the graph representation of WSIs. Then we construct a dual-branch graph encoder, including the message passing branch and the shortest path branch, to explicitly and implicitly extract semantic information from the graph-represented WSIs. To realize GDA, we propose a two-level alignment approach: at the category level, we develop a coupling technique by virtue of the dual-branch structure, leading to reduced divergence between the category distributions of the two domains; at the feature level, we introduce an adversarial perturbation strategy to better augment source domain feature, resulting in improved alignment in feature distribution. To the best of our knowledge, our work is the first attempt to alleviate the domain shift issue for WSI data analysis. Extensive experiments on four TCGA datasets have validated the effectiveness of our proposed DETA framework and demonstrated its superior performance in WSI-based survival analysis.
- Abstract(参考訳): 近年,病理組織学的全スライド画像(WSI)に基づく生存分析が,医用画像解析において注目されている。
実際には、WSIは通常異なる病院や研究室から来ており、異なる領域と見なすことができるため、撮像装置、処理手順、サンプルソースに大きな違いがある可能性がある。
これらの違いは一般に異なるWSIドメイン間の分散に大きなギャップをもたらすため、あるドメインでトレーニングされた生存分析モデルは別のドメインに転送できない可能性がある。
この問題に対処するために、異なるWSIドメイン間の機能およびカテゴリレベルのアライメントを探索するDETA(Dual-branch Encoder and Two-level Alignment)フレームワークを提案する。
具体的には、まず、WSIのグラフ表現により、グラフ領域適応(GDA)に関する問題を定式化する。
次に、メッセージパッシングブランチと最短パスブランチを含むデュアルブランチグラフエンコーダを構築し、グラフ表現されたWSIから意味情報を明示的に暗黙的に抽出する。
GDAを実現するために,2段階のアライメント手法を提案する: カテゴリレベルでは,2つの領域のカテゴリ分布のばらつきを低減し,また,特徴レベルでは,ソース領域の機能向上のための対角的摂動戦略を導入し,特徴分布の整合性を向上する。
我々の知識を最大限に活用するために、私たちの仕事は、WSIデータ分析のドメインシフト問題を緩和する最初の試みです。
4つのTCGAデータセットの大規模な実験により提案したDETAフレームワークの有効性が検証され、WSIベースの生存分析において優れた性能を示した。
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