論文の概要: ProtoGTX: Prototype-Aligned Graph Transformer for Explainable Whole-Slide Image Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.24023v1
- Date: Fri, 16 Oct 2026 03:23:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-26 11:35:14.913861
- Title: ProtoGTX: Prototype-Aligned Graph Transformer for Explainable Whole-Slide Image Analysis
- Title(参考訳): ProtoGTX:説明可能な全スライド画像解析のためのプロトタイプ対応グラフ変換器
- Abstract要約: ProtoGTXは、空間的文脈化と柔軟な形態素のプロトタイプ語彙を組み合わせたグラフベースのフレームワークである。
ProtoGTXは、予測モデルとは独立して定義できるプロトタイプ語彙を維持しながら、補完的な意味論と空間的説明を提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deep learning has achieved strong performance in computational pathology, but explaining whole-slide image (WSI) predictions remains challenging. Existing explanation methods often highlight important regions without identifying their morphological patterns, leaving a gap between patch-level computational evidence and slide-level pathological interpretation. We propose ProtoGTX, a graph-based framework that combines spatial contextualization with a flexible morphological prototype vocabulary. ProtoGTX separates the reference prototypes used to define morphological concepts from the predictive model: the reference vocabulary can be generated from training data by unsupervised clustering or supplied externally, and remains fixed during classifier training. Patch features are first contextualized over a spatial graph, after which learnable prototypes representing morphological concepts are optimized through cross-attention. Their slide-level activation profile is aligned with the morphological composition induced by the fixed reference prototype bank. On the CPTAC and BRACS datasets, ProtoGTX outperforms the evaluated MIL, prototype-based, and graph-based baselines, with particularly pronounced improvements on BRACS. Qualitative analyses further show that spatial contextualization transforms fragmented patch-level prototype assignments into more coherent tissue regions. In BRACS, prototype maps also co-localize with pathologist annotations and regions relevant to slide-level prediction. These results demonstrate that ProtoGTX provides complementary semantic and spatial explanations while retaining a prototype vocabulary that can be defined independently of the predictive model. Code is available at https://github.com/mizuno-group/ProtoGTX.
- Abstract(参考訳): 深層学習は計算病理学において高い性能を保っているが、全体スライディング画像(WSI)の予測を説明することは依然として困難である。
既存の説明法は、しばしば、その形態的パターンを特定せずに重要な領域をハイライトし、パッチレベルの計算証拠とスライドレベルの病理学的解釈の間にギャップを残している。
本稿では,空間的文脈化とフレキシブルな形態素のプロトタイプ語彙を組み合わせたグラフベースのフレームワークProtoGTXを提案する。
参照語彙は、教師なしクラスタリングによってトレーニングデータから生成されるか、外部に供給され、分類器訓練中に固定される。
パッチ機能はまず空間グラフ上でコンテキスト化され、その後、形態学的な概念を表す学習可能なプロトタイプが、相互注意によって最適化される。
それらのスライドレベルのアクティベーションプロファイルは、固定基準プロトタイプバンクによって誘導される形態的組成と一致している。
CPTACとBRACSデータセットでは、ProtoGTXは評価されたMIL、プロトタイプベース、グラフベースラインよりも優れており、特にBRACSの改善が顕著である。
質的な分析により、空間的文脈化は断片化されたパッチレベルのプロトタイプの割り当てをよりコヒーレントな組織領域に変換することが示された。
BRACSでは、プロトタイプマップは、病理学者のアノテーションとスライドレベルの予測に関連する領域との共同ローカライズも行っている。
これらの結果から, ProtoGTXは, 予測モデルとは独立に定義可能なプロトタイプ語彙を維持しつつ, 相補的意味と空間的説明を提供することを示した。
コードはhttps://github.com/mizuno-group/ProtoGTXで入手できる。
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