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HDGL:一种用于脑疾病分类的分层动态图表示学习模型

机器学习 2025-02-19 v1 神经元与认知

摘要

人脑可被视为复杂网络,由多个脑区组成,这些脑区持续相互交换信息,形成脑网络图,并从静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)中提取节点和边。因此,该图有可能描绘在脑疾病影响下出现的异常模式。迄今为止,大量研究试图为脑网络图寻找嵌入表示,进而将脑疾病样本与健康样本分类,这些研究存在如下局限:未考虑样本间关系、未利用表型信息、缺乏时间分析、使用静态功能连接(FC)而非动态功能连接、以及使用固定图结构。我们提出一种分层动态图表示学习(HDGL)模型,这是首个旨在解决上述所有挑战的模型。HDGL包含两级,第一级构建脑网络图并学习其空间与时间嵌入,第二级形成群体图并在嵌入学习后进行分类。此外,基于这两级的训练方式,我们引入了四种方法,其中部分方法用于降低内存复杂度。我们在ABIDE和ADHD-200数据集上评估了所提模型的性能,结果表明该模型在多项评价指标上优于若干SOTA模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.02903,
  title  = {HDGL: A hierarchical dynamic graph representation learning model for brain disorder classification},
  author = {Parnian Jalali and Mehran Safayani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02903},
  year   = {2025}
}