論文の概要: HySurvPred: Multimodal Hyperbolic Embedding with Angle-Aware Hierarchical Contrastive Learning and Uncertainty Constraints for Survival Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13862v1
- Date: Tue, 18 Mar 2025 03:26:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-19 14:17:12.455557
- Title: HySurvPred: Multimodal Hyperbolic Embedding with Angle-Aware Hierarchical Contrastive Learning and Uncertainty Constraints for Survival Prediction
- Title(参考訳): HySurvPred: 生存予測のためのアングル型階層的コントラスト学習と不確実性制約を用いた多モード双曲型埋め込み
- Authors: Jiaqi Yang, Wenting Chen, Xiaohan Xing, Sean He, Xiaoling Luo, Xinheng Lyu, Linlin Shen, Guoping Qiu,
- Abstract要約: がん生存予測のための新しいフレームワークであるHySurvPredを提案する。
マルチモーダル・ハイパーボリックマッピング、アングルを意識したランク付けに基づくコントラスト・ロス(Contrastive Loss)、センサ・コンディション・不確実性制約(Censor-Conditioned Uncertainty Constraint)という3つの重要なモジュールを統合している。
提案手法は,5つのベンチマークデータセット上で最先端の手法より優れている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 39.69619705419638
- License:
- Abstract: Multimodal learning that integrates histopathology images and genomic data holds great promise for cancer survival prediction. However, existing methods face key limitations: 1) They rely on multimodal mapping and metrics in Euclidean space, which cannot fully capture the hierarchical structures in histopathology (among patches from different resolutions) and genomics data (from genes to pathways). 2) They discretize survival time into independent risk intervals, which ignores its continuous and ordinal nature and fails to achieve effective optimization. 3) They treat censorship as a binary indicator, excluding censored samples from model optimization and not making full use of them. To address these challenges, we propose HySurvPred, a novel framework for survival prediction that integrates three key modules: Multimodal Hyperbolic Mapping (MHM), Angle-aware Ranking-based Contrastive Loss (ARCL) and Censor-Conditioned Uncertainty Constraint (CUC). Instead of relying on Euclidean space, we design the MHM module to explore the inherent hierarchical structures within each modality in hyperbolic space. To better integrate multimodal features in hyperbolic space, we introduce the ARCL module, which uses ranking-based contrastive learning to preserve the ordinal nature of survival time, along with the CUC module to fully explore the censored data. Extensive experiments demonstrate that our method outperforms state-of-the-art methods on five benchmark datasets. The source code is to be released.
- Abstract(参考訳): 病理組織像とゲノムデータを統合したマルチモーダル学習は、がん生存予測に大きな可能性を秘めている。
しかし、既存のメソッドは、重要な制限に直面している。
1) ユークリッド空間におけるマルチモーダルマッピングとメトリクスに依存しており, ヒエラルキー構造(解像度の異なるパッチを含む)やゲノムデータ(遺伝子から経路まで)を完全に捉えることはできない。
2) 生存時間を独立したリスク間隔に分類し, 連続性と順序性を無視し, 効果的な最適化に失敗する。
3) 検閲を二分指標として扱い, モデルの最適化から検閲されたサンプルを除外し, 完全に利用しない。
このような課題に対処するため,HySurvPredは,MHM(Multimodal Hyperbolic Mapping),ARCL(Angle-aware Ranking-based Contrastive Loss),Censor-Conditioned Uncertainty Constraint(CUC)の3つの重要なモジュールを統合した,生存予測のための新しいフレームワークを提案する。
ユークリッド空間に頼る代わりに、双曲空間の各モジュラリティ内の固有の階層構造を探索するMHM加群を設計する。
双曲空間におけるマルチモーダルな特徴をよりよく統合するために,分類に基づくコントラスト学習を用いて生存時間の順序性を維持するARCLモジュールと,検閲データを完全に探索するCUCモジュールを導入する。
5つのベンチマークデータセットにおいて,本手法が最先端の手法より優れていることを示す。
ソースコードはリリースされる予定だ。
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