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[提交于 2025年8月22日
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标题: 组织学和转录组学的解耦多模态学习用于癌症表征
标题: Disentangled Multi-modal Learning of Histology and Transcriptomics for Cancer Characterization
摘要: 组织病理学仍然是癌症诊断和预后的金标准。 随着转录组分析的出现,结合转录组学与组织学的多模态学习提供了更全面的信息。 然而,现有的多模态方法受到固有多模态异质性、多尺度整合不足以及对配对数据的依赖的挑战,限制了临床适用性。 为了解决这些挑战,我们提出了一种解耦的多模态框架,包含四个贡献:1)为减轻多模态异质性,我们使用解耦的多模态融合模块将WSI和转录组分解为肿瘤和微环境子空间,并引入一种基于置信度的梯度协调策略来平衡子空间优化。 2)为增强多尺度整合,我们提出了一种跨放大倍数的基因表达一致性策略,以对齐不同WSI放大倍数下的转录组信号。 3)为减少对配对数据的依赖,我们提出了一种子空间知识蒸馏策略,通过仅使用WSI的学生模型实现转录组无关的推理。 4)为提高推理效率,我们提出了一种信息标记聚合模块,在抑制WSI冗余的同时保留子空间语义。 在癌症诊断、预后和生存预测方面的大量实验表明,我们的方法在多种设置下均优于最先进的方法。 代码可在 https://github.com/helenypzhang/Disentangled-Multimodal-Learning 获取。
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