論文の概要: Pretty Good Measurement for Radiomics: A Quantum-Inspired Multi-Class Classifier for Lung Cancer Subtyping and Prostate Cancer Risk Stratification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.00223v1
- Date: Fri, 27 Feb 2026 18:58:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.117529
- Title: Pretty Good Measurement for Radiomics: A Quantum-Inspired Multi-Class Classifier for Lung Cancer Subtyping and Prostate Cancer Risk Stratification
- Title(参考訳): 放射線学の優れた測定方法:肺がんサブタイプと前立腺がんリスク階層化のための量子誘導型マルチクラス分類器
- Authors: Giuseppe Sergioli, Carlo Cuccu, Giovanni Pasini, Alessandro Stefano, Giorgio Russo, Andrés Camilo Granda Arango, Roberto Giuntini,
- Abstract要約: emphPretty Good Measurement (PGM)に基づく教師付き多クラス分類への量子インスピレーションによるアプローチについて検討する。
この方法は、各クラスを符号化された混合状態に関連付け、単一のPOVM構成を通じて分類を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 32.505127447635864
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate a quantum-inspired approach to supervised multi-class classification based on the \emph{Pretty Good Measurement} (PGM), viewed as an operator-valued decision rule derived from quantum state discrimination. The method associates each class with an encoded mixed state and performs classification through a single POVM construction, thus providing a genuinely multi-class strategy without reduction to pairwise or one-vs-rest schemes. In this perspective, classification is reformulated as the discrimination of a finite ensemble of class-dependent density operators, with performance governed by the geometry induced by the encoding map and by the overlap structure among classes. To assess the practical scope of this framework, we apply the PGM-based classifier to two biomedical radiomics case studies: histopathological subtyping of non-small-cell lung carcinoma (NSCLC) and prostate cancer (PCa) risk stratification. The evaluation is conducted under protocols aligned with previously reported radiomics studies, enabling direct comparison with established classical baselines. The results show that the PGM-based classifier is consistently competitive and, in several settings, improves upon standard methods. In particular, the method performs especially well in the NSCLC binary and three-class tasks, while remaining competitive in the four-class case, where increased class overlap yields a more demanding discrimination geometry. In the PCa study, the PGM classifier remains close to the strongest ensemble baseline and exhibits clinically relevant sensitivity--specificity trade-offs across feature-selection scenarios.
- Abstract(参考訳): 本稿では,量子状態の識別から導かれる演算子値決定規則として,PGM( \emph{Pretty Good Measurement})に基づく教師付き多クラス分類の量子インスピレーション手法について検討する。
この方法は、各クラスを符号化された混合状態に関連付け、単一のPOVM構成で分類し、ペアワイズやワン-vs-restスキームに還元することなく、真のマルチクラス戦略を提供する。
この観点では、分類はクラス依存密度作用素の有限アンサンブルの識別として再分類され、符号化写像によって誘導される幾何とクラス間の重なり構造によって制御される。
本枠組みの実際的範囲を評価するため,PGMを用いた分類法を,非小細胞肺癌(NSCLC)の病理組織学的サブタイプと前立腺癌(PCa)の2つのバイオメディカル・ラジオミクス・ケース・スタディに適用した。
評価は従来報告されていた放射能研究と整合したプロトコルを用いて行われ、既存の古典的ベースラインと直接比較することができる。
その結果,PGMをベースとした分類器は一貫して競争力があり,いくつかの設定で標準手法が改良されていることがわかった。
特に,NSCLCの2進数と3進数では特によく機能するが,クラス重複が増大する4進数では競争力が保たれるため,より要求の高い識別幾何が得られる。
PCa研究において、PGM分類器は最強のアンサンブルベースラインに近づき、特徴選択シナリオ間で臨床的に関連する感度-特異性トレードオフを示す。
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