論文の概要: Heterogeneity-Aware Deep Learning for Tumour Classification from Multiparametric MRI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.17254v1
- Date: Tue, 18 Aug 2026 01:16:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-19 21:40:53.177957
- Title: Heterogeneity-Aware Deep Learning for Tumour Classification from Multiparametric MRI
- Title(参考訳): マルチパラメトリックMRIによる腫瘍分類のための不均一性を考慮した深層学習
- Abstract要約: 異種性を考慮したディープラーニング分類フレームワークを提案する。
HA-DLCは、病変型診断と分子統計予測のために、画像由来の腫瘍亜領域を明示的にモデル化する。
LLD-MMRI2023肝病変データセットとRSNA-ASNR-MICCAI 2021放射線ゲノム脳腫瘍データセットを用いたHA-DLCの評価を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.605535300098552
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Intra-tumoural heterogeneity (ITH) reflects spatial variation in tumour biology and is an important determinant of tumour behaviour, prognosis, and treatment response. Radiomics and deep learning have shown promise for tumour classification from multiparametric MRI (mp-MRI), but radiomics relies on handcrafted features, while most deep learning methods use whole-tumour representations or manually defined sub-regions, limiting scalable modelling of tumour heterogeneity. We propose a Heterogeneity-Aware Deep Learning Classification (HA-DLC) framework that explicitly models imaging-derived tumour sub-regions for lesion-type diagnosis and molecular-status prediction. HA-DLC consists of: (1) a Heterogeneous Sub-region Generation (HSG) module that produces initial pseudo-labelled sub-regions via unsupervised clustering, followed by Cross-Patient Sub-region Alignment (CPSA), which maps cluster-derived regions to a shared label space using soft assignments; and (2) a Dual-Stream Feature Extraction (DSFE) module that integrates local heterogeneity-aware features with global tumour representations. Given the initial clustering masks, CPSA, segmentation, feature extraction, and classification are jointly optimized end-to-end using soft-target segmentation and classification objectives. We evaluate HA-DLC on the LLD-MMRI2023 liver lesion dataset and the RSNA-ASNR-MICCAI 2021 Radiogenomic Brain Tumour dataset. HA-DLC consistently outperforms state-of-the-art radiomics and deep learning baselines, demonstrating the value of cross-patient sub-region alignment and dual-stream heterogeneity modelling for tumour classification from mp-MRI.
- Abstract(参考訳): 腫瘍内不均一性(ITH)は、腫瘍生物学における空間的変動を反映し、腫瘍の挙動、予後、治療反応の重要な決定因子である。
放射線学とディープラーニングは、マルチパラメトリックMRI(mp-MRI)から腫瘍の分類を約束しているが、放射線学は手作りの特徴に依存している。
画像由来の腫瘍のサブリージョンを明示的にモデル化し,病変型診断と分子統計予測を行うヘテロジニティ・アウェア・ディープラーニング分類(HA-DLC)フレームワークを提案する。
HA-DLC は,(1) クラスタリングによって初期擬似ラベル付きサブリージョンを生成するヘテロジニアスサブリージョン生成 (HSG) モジュールと,(2) クラスタ由来の領域をソフトな割り当てを用いて共有ラベル空間にマッピングするCross-Patient Sub Region Alignment (CPSA) と,(2) 局所的異質性認識機能とグローバルな腫瘍表現を統合するDual-Stream Feature extract (DSFE) モジュールから構成される。
初期クラスタリングマスクが与えられた場合、CPSA、セグメンテーション、特徴抽出、分類はソフトターゲットセグメンテーションと分類目的を用いて共同最適化される。
LLD-MMRI2023肝病変データセットとRSNA-ASNR-MICCAI 2021放射線ゲノム脳腫瘍データセットを用いたHA-DLCの評価を行った。
HA-DLCは最先端の放射線線量と深層学習ベースラインを一貫して上回り、mp-MRIからの腫瘍分類のためのクロス患者サブリージョンアライメントとデュアルストリームヘテロジニティ・モデリングの価値を示す。
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