比分直播 机器学习减少乳腺癌诊断的不确定性

从水中看到的足球比赛结果校园。
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足球比赛结果开发的机器学习模型,可以评估是否 图像具有高或低的测量不确定性,并识别图像何时需要眼睛 医学专家的观点——代表了机器学习的下一步。
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足球比赛结果开发的机器学习模型利用概率更准确地 对组织病理学图像中显示的乳腺癌进行分类并评估不确定性 其预测。

乳腺癌是最常见、死亡率最高的癌症。快速检测 和诊断可以减少疾病的影响。然而,乳腺癌的分类 使用组织病理学图像(在显微镜下检查组织和细胞)是一种 由于数据偏差和注释数据不可用,任务具有挑战性 大量。使用卷积神经网络自动检测乳腺癌 网络(CNN)是一种机器学习技术,已经显示出前景——但它与 误报和漏报的风险很高。

如果没有任何置信度衡量标准,CNN 的此类错误预测可能会导致灾难性的后果 结果。但足球比赛结果开发的一种新的机器学习模型 研究人员可以评估其预测的不确定性,因为它对良性进行分类 和恶性肿瘤,有助于降低这种风险。

他们最近在期刊上发表的论文,机械工程研究生 Ponkrshnan Thiagarajan 和 Pushkar Khairnar 和苏珊塔·戈什,机械工程助理教授、机器学习专家,大纲 他们新颖的概率机器学习模型,其性能优于类似模型。

模型不确定性的计算机图像。
测试图像分为三个子集。图片包含:11 a) 低不确定性 11 b) 中等不确定性和 11 c) 高不确定性。降维 图像显示,不确定性较低的图像 (11 a) 显示出明显的区别 介于良性和恶性图像之间。这些是不确定性较低的图像 在低维度下很容易分离,并且机器学习模型有信心 对这些图像进行分类。而具有高度不确定性的图像是随机的 分布在三个维度(11 c)。对于中等不确定性图像,图像 聚集在一起,没有明确的类别区分。因此,我们解释了不确定性 通过机器学习模型进行量化。图片来源:Ponkrshnan Thiagarajan

“迄今为止开发的任何机器学习算法都会存在一些不确定性 在它的预测中,”蒂亚加拉扬说。 “几乎没有办法量化这些不确定性。 即使算法告诉我们一个人患有癌症,我们也不知道置信度如何 在那个预测中。”

经验带来信心

在医学领域,不知道算法的置信度会导致很难 依赖计算机生成的预测。目前的模型是 贝叶斯神经网络——一种机器学习模型,可以评估图像并 产生输出。该模型的参数被视为随机变量 促进不确定性量化。  

足球比赛结果的模型通过分析来区分负类别和正类别 图像,最基本的层面是像素的集合。另外 对于这种分类,模型可以测量其预测的不确定性。

在医学实验室中,这样的模型可以通过对图像进行分类来节省时间 比实验室技术人员更快。而且,由于模型可以评估其自身的确定性水平, 当它不太自信时,它可以将图像转给人类专家。

但是为什么机械工程师要为医学界创建算法呢?蒂亚加拉扬的 当他开始使用机器学习来减少计算时间时,他萌生了这个想法 机械工程问题所需的。计算是否评估变形 建筑材料或确定某人是否患有乳腺癌,这很重要 了解该计算的不确定性 - 关键思想保持不变。

“乳腺癌是死亡率和发病率最高的癌症之一” 蒂亚加拉詹说道。 “我们相信这是一个令人兴奋的问题,其中更好的算法 可以直接影响人们的生活。”

后续步骤

既然他们的研究已经发表,研究人员将把模型扩展到 乳腺癌的多类分类。他们的目标是检测癌症亚型 除了对良性和恶性组织进行分类之外。该模型虽然已开发出来 使用乳腺癌组织病理学图像,也可以扩展到其他医学 诊断。

“尽管基于机器学习的分类模型前景广阔,但它们的预测 由于数据固有的随机性和偏差而遭受不确定性 以及大型数据集的稀缺,”戈什说。 “我们的工作试图解决这些问题 问题并量化、使用和解释不确定性。”

最终,Thiagarajan、Khairnar 和 Ghosh 的模型本身 - 可以评估是否 图像具有高或低的测量不确定性,并识别图像何时需要眼睛 医学专家的观点——代表了机器学习的下一步。

足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学,成立于 1885 年,位于霍顿,拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列,提供超过 185 个本科毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里,提供全年户外探险的机会。

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