Ranking attention multiple instance learning for lymph node metastasis prediction on multicenter cervical cancer MRI
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Jin, Shan; Xu, Hongming; Dong, Yue; Wang, Xiaofeng; Hao, Xinyu; Qin, Fengying; Wang, Ranran; Cong, Fengyu
Tiivistelmä
Purpose In the current clinical diagnostic process, the gold standard for lymph node metastasis (LNM) diagnosis is histopathological examination following surgical lymphadenectomy. Developing a non-invasive and preoperative method for predicting LNM is necessary and holds significant clinical importance. Methods We develop a ranking attention multiple instance learning (RA-MIL) model that integrates convolutional neural networks (CNNs) and ranking attention pooling to diagnose LNM from T2 MRI. Our RA-MIL model applies the CNNs to derive imaging features from 2D MRI slices and employs ranking attention pooling to create patient-level feature representation for diagnostic classification. Based on the MIL and attention theory, informative regions of top-ranking MRI slices from LNM-positive patients are visualized to enhance the interpretability of automatic LNM prediction. This retrospective study collected 300 female patients with cervical cancer who underwent T2-weighted magnetic resonance imaging (MRI) scanning and histopathological diagnosis from one hospital (289 patients) and one open-source dataset (11 patients). Results Our RA-MIL model delivers promising LNM prediction performance, achieving the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.809 on the internal test set and 0.833 on the public dataset. Experiments show significant improvements in LNM status prediction using the proposed RA-MIL model compared with other state-of-the-art (SOTA) comparative deep learning models. Conclusions The developed RA-MIL model has the potential to serve as a non-invasive auxiliary tool for preoperative LNM prediction, offering visual interpretability regarding informative MRI slices and regions in LNM-positive patients.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Jyväskylän yliopisto
Cong Fengyu
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
25
Numero
12
Artikkelinumero
e14547
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Syöpätaudit
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1002/acm2.14547
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä