机器学习和深度学习方法对医学的计算机辅助预测成为必需的，在乳房X光检查领域也具有越来越多的应用。通常，这些算法训练，针对特定任务，例如，病变的分类或乳房X乳线图的病理学状态的预测。为了获得患者的综合视图，随后整合或组合所有针对同一任务培训的模型。在这项工作中，我们提出了一种管道方法，我们首先培训一组个人，任务特定的模型，随后调查其融合，与标准模型合并策略相反。我们使用混合患者模型的深度学习模型融合模型预测和高级功能，以在患者水平上构建更强的预测因子。为此，我们提出了一种多分支深度学习模型，其跨不同任务和乳房X光检查有效地融合了功能，以获得全面的患者级预测。我们在公共乳房X线摄影数据，即DDSM及其策划版本CBIS-DDSM上培训并评估我们的全部管道，并报告AUC评分为0.962，以预测任何病变和0.791的存在，以预测患者水平对恶性病变的存在。总体而言，与标准模型合并相比，我们的融合方法将显着提高AUC得分高达0.04。此外，通过提供与放射功能相关的特定于任务的模型结果，提供了与放射性特征相关的任务特定模型结果，我们的管道旨在密切支持放射科学家的阅读工作流程。

最近的人工智能（AI）算法已在各种医学分类任务上实现了放射科医生级的性能。但是，只有少数研究涉及CXR扫描异常发现的定位，这对于向放射学家解释图像级分类至关重要。我们在本文中介绍了一个名为Vindr-CXR的可解释的深度学习系统，该系统可以将CXR扫描分类为多种胸部疾病，同时将大多数类型的关键发现本地化在图像上。 Vindr-CXR接受了51,485次CXR扫描的培训，并通过放射科医生提供的边界盒注释进行了培训。它表现出与经验丰富的放射科医生相当的表现，可以在3,000张CXR扫描的回顾性验证集上对6种常见的胸部疾病进行分类，而在接收器操作特征曲线（AUROC）下的平均面积为0.967（95％置信区间[CI]：0.958---------0.958------- 0.975）。 VINDR-CXR在独立患者队列中也得到了外部验证，并显示出其稳健性。对于具有14种类型病变的本地化任务，我们的自由响应接收器操作特征（FROC）分析表明，VINDR-CXR以每扫描确定的1.0假阳性病变的速率达到80.2％的敏感性。还进行了一项前瞻性研究，以衡量VINDR-CXR在协助六名经验丰富的放射科医生方面的临床影响。结果表明，当用作诊断工具时，提出的系统显着改善了放射科医生本身之间的一致性，平均Fleiss的Kappa的同意增加了1.5％。我们还观察到，在放射科医生咨询了Vindr-CXR的建议之后，在平均Cohen的Kappa中，它们和系统之间的一致性显着增加了3.3％。

人工智能（AI）技术具有重要潜力，可以实现有效，鲁棒和自动的图像表型，包括识别细微图案。基于AI的检测搜索图像空间基于模式和特征来找到兴趣区域。存在一种良性的肿瘤组织学，可以通过使用图像特征的基于AI的分类方法来识别。图像从图像中提取可用于的可覆盖方式，可以通过显式（手工/工程化）和深度辐射谱系框架来探索途径。辐射瘤分析有可能用作非侵入性技术，以准确表征肿瘤，以改善诊断和治疗监测。这项工作介绍基于AI的技术，专注于肿瘤宠物和PET / CT成像，用于不同的检测，分类和预测/预测任务。我们还讨论了所需的努力，使AI技术转换为常规临床工作流程，以及潜在的改进和互补技术，例如在电子健康记录和神经象征性AI技术上使用自然语言处理。

X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.

高级深度学习（DL）算法可以预测患者基于乳房成像报告和数据系统（BI-RAD）和密度标准的患者发育乳腺癌的风险。最近的研究表明，多视图分析的结合改善了整体乳房考试分类。在本文中，我们提出了一种新的多视图DL方法，用于乳房X线照片的Bi-RAD和密度评估。所提出的方法首先部署深度卷积网络，用于分别对每个视图进行特征提取。然后将提取的特征堆叠并馈入光梯度升压机（LightGBM）分类器中以预测Bi-RAD和密度分数。我们对内部乳房数据集和公共数据集数字数据库进行广泛的实验，用于筛选乳房X线摄影（DDSM）。实验结果表明，所提出的方法在两个基准数据集中突出了巨大的边距（内部数据集5％，DDSM数据集10％）优于两个基准分类方法。这些结果突出了组合多视图信息来改善乳腺癌风险预测性能的重要作用。

Age-related macular degeneration (AMD) is a degenerative disorder affecting the macula, a key area of the retina for visual acuity. Nowadays, it is the most frequent cause of blindness in developed countries. Although some promising treatments have been developed, their effectiveness is low in advanced stages. This emphasizes the importance of large-scale screening programs. Nevertheless, implementing such programs for AMD is usually unfeasible, since the population at risk is large and the diagnosis is challenging. All this motivates the development of automatic methods. In this sense, several works have achieved positive results for AMD diagnosis using convolutional neural networks (CNNs). However, none incorporates explainability mechanisms, which limits their use in clinical practice. In that regard, we propose an explainable deep learning approach for the diagnosis of AMD via the joint identification of its associated retinal lesions. In our proposal, a CNN is trained end-to-end for the joint task using image-level labels. The provided lesion information is of clinical interest, as it allows to assess the developmental stage of AMD. Additionally, the approach allows to explain the diagnosis from the identified lesions. This is possible thanks to the use of a CNN with a custom setting that links the lesions and the diagnosis. Furthermore, the proposed setting also allows to obtain coarse lesion segmentation maps in a weakly-supervised way, further improving the explainability. The training data for the approach can be obtained without much extra work by clinicians. The experiments conducted demonstrate that our approach can identify AMD and its associated lesions satisfactorily, while providing adequate coarse segmentation maps for most common lesions.

每当有标记的图像的大型数据集可用时，深度神经模型在图像识别任务中表现出色。放射学上最大的数据集可用于筛查乳房X线摄影。最近的报告，包括在高影响期刊中，记录了受过训练的放射科医生或以上的深层模型的性能。尚不清楚的是，这些训练有素的模型的性能是否强大并在数据集中重复。在这里，我们评估了四个公开可用的乳房X线摄影数据集上五个已发表的最先进模型的性能。公共数据集的大小有限无法重新训练该模型，因此我们只能评估那些已通过预训练参数提供的模型。在可用测试数据的地方，我们复制了已发布的结果。但是，训练有素的模型在样本外数据上的表现较差，除非基于乳房X线检查检查的所有四个标准视图。我们得出的结论是，未来的进步将取决于一致的努力，以使公开可用的更多样化和更大的乳房X线摄影数据集。同时，应谨慎判断不伴随培训的独立验证模型的结果。

Non-invasive prostate cancer detection from MRI has the potential to revolutionize patient care by providing early detection of clinically-significant disease (ISUP grade group >= 2), but has thus far shown limited positive predictive value. To address this, we present an MRI-based deep learning method for predicting clinically significant prostate cancer applicable to a patient population with subsequent ground truth biopsy results ranging from benign pathology to ISUP grade group~5. Specifically, we demonstrate that mixed supervision via diverse histopathological ground truth improves classification performance despite the cost of reduced concordance with image-based segmentation. That is, where prior approaches have utilized pathology results as ground truth derived from targeted biopsies and whole-mount prostatectomy to strongly supervise the localization of clinically significant cancer, our approach also utilizes weak supervision signals extracted from nontargeted systematic biopsies with regional localization to improve overall performance. Our key innovation is performing regression by distribution rather than simply by value, enabling use of additional pathology findings traditionally ignored by deep learning strategies. We evaluated our model on a dataset of 973 (testing n=160) multi-parametric prostate MRI exams collected at UCSF from 2015-2018 followed by MRI/ultrasound fusion (targeted) biopsy and systematic (nontargeted) biopsy of the prostate gland, demonstrating that deep networks trained with mixed supervision of histopathology can significantly exceed the performance of the Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS) clinical standard for prostate MRI interpretation.

Traditionally, deep learning methods for breast cancer classification perform a single-view analysis. However, radiologists simultaneously analyze all four views that compose a mammography exam, owing to the correlations contained in mammography views, which present crucial information for identifying tumors. In light of this, some studies have started to propose multi-view methods. Nevertheless, in such existing architectures, mammogram views are processed as independent images by separate convolutional branches, thus losing correlations among them. To overcome such limitations, in this paper we propose a novel approach for multi-view breast cancer classification based on parameterized hypercomplex neural networks. Thanks to hypercomplex algebra properties, our networks are able to model, and thus leverage, existing correlations between the different views that comprise a mammogram, thus mimicking the reading process performed by clinicians. The proposed methods are able to handle the information of a patient altogether without breaking the multi-view nature of the exam. We define architectures designed to process two-view exams, namely PHResNets, and four-view exams, i.e., PHYSEnet and PHYBOnet. Through an extensive experimental evaluation conducted with publicly available datasets, we demonstrate that our proposed models clearly outperform real-valued counterparts and also state-of-the-art methods, proving that breast cancer classification benefits from the proposed multi-view architectures. We also assess the method's robustness beyond mammogram analysis by considering different benchmarks, as well as a finer-scaled task such as segmentation. Full code and pretrained models for complete reproducibility of our experiments are freely available at: https://github.com/ispamm/PHBreast.

使用深度学习模型从组织学数据中诊断癌症提出了一些挑战。这些图像中关注区域（ROI）的癌症分级和定位通常依赖于图像和像素级标签，后者需要昂贵的注释过程。深度弱监督的对象定位（WSOL）方法为深度学习模型的低成本培训提供了不同的策略。仅使用图像级注释，可以训练这些方法以对图像进行分类，并为ROI定位进行分类类激活图（CAM）。本文综述了WSOL的​​最先进的DL方法。我们提出了一种分类法，根据模型中的信息流，将这些方法分为自下而上和自上而下的方法。尽管后者的进展有限，但最近的自下而上方法目前通过深层WSOL方法推动了很多进展。早期作品的重点是设计不同的空间合并功能。但是，这些方法达到了有限的定位准确性，并揭示了一个主要限制 - 凸轮的不足激活导致了高假阴性定位。随后的工作旨在减轻此问题并恢复完整的对象。评估和比较了两个具有挑战性的组织学数据集的分类和本地化准确性，对我们的分类学方法进行了评估和比较。总体而言，结果表明定位性能差，特别是对于最初设计用于处理自然图像的通用方法。旨在解决组织学数据挑战的方法产生了良好的结果。但是，所有方法都遭受高假阳性/阴性定位的影响。在组织学中应用深WSOL方法的应用是四个关键的挑战 - 凸轮的激活下/过度激活，对阈值的敏感性和模型选择。

深度卷积神经网络（CNN）已被广泛用于各种医学成像任务。但是，由于卷积操作的内在局部性，CNN通常不能很好地对远距离依赖性进行建模，这对于准确识别或映射从未注册的多个乳房X线照片计算出的相应乳腺病变特征很重要。这促使我们利用多视觉视觉变形金刚的结构来捕获一项检查中同一患者的多个乳房X线照片的远程关系。为此，我们采用局部变压器块来分别学习从两侧（右/左）乳房的两视图（CC/MLO）获得的四个乳房X线照片中。来自不同视图和侧面的输出被串联并馈入全球变压器块，以共同学习四个代表左乳房和右乳房两种不同视图的图像之间的贴片关系。为了评估提出的模型，我们回顾性地组装了一个涉及949套乳房X线照片的数据集，其中包括470例恶性病例和479例正常情况或良性病例。我们使用五倍的交叉验证方法训练和评估了模型。没有任何艰苦的预处理步骤（例如，最佳的窗户裁剪，胸壁或胸肌去除，两视图图像注册等），我们的四个图像（两视频两侧）基于变压器的模型可实现案例分类性能在ROC曲线下的面积（AUC = 0.818），该区域的表现明显优于AUC = 0.784，而最先进的多视图CNN（p = 0.009）实现了0.784。它还胜过两个单方面模型，分别达到0.724（CC视图）和0.769（MLO视图）。该研究表明，使用变压器开发出高性能的计算机辅助诊断方案，这些方案结合了四个乳房X线照片。

We propose a novel deep neural network architecture to learn interpretable representation for medical image analysis. Our architecture generates a global attention for region of interest, and then learns bag of words style deep feature embeddings with local attention. The global, and local feature maps are combined using a contemporary transformer architecture for highly accurate Gallbladder Cancer (GBC) detection from Ultrasound (USG) images. Our experiments indicate that the detection accuracy of our model beats even human radiologists, and advocates its use as the second reader for GBC diagnosis. Bag of words embeddings allow our model to be probed for generating interpretable explanations for GBC detection consistent with the ones reported in medical literature. We show that the proposed model not only helps understand decisions of neural network models but also aids in discovery of new visual features relevant to the diagnosis of GBC. Source-code and model will be available at https://github.com/sbasu276/RadFormer

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，每年负责超过50万人死亡。因此，早期和准确的诊断至关重要。人类专业知识是诊断和正确分类乳腺癌并定义适当的治疗，这取决于评价不同生物标志物如跨膜蛋白受体HER2的表达。该评估需要几个步骤，包括免疫组织化学或原位杂交等特殊技术，以评估HER2状态。通过降低诊断中的步骤和人类偏差的次数的目标，赫洛挑战是组织的，作为第16届欧洲数字病理大会的并行事件，旨在自动化仅基于苏木精和曙红染色的HER2地位的评估侵袭性乳腺癌的组织样本。评估HER2状态的方法是在全球21个团队中提出的，并通过一些提议的方法实现了潜在的观点，以推进最先进的。

最近的一些研究描述了深层卷积神经网络，以诊断与人类专家相似甚至卓越表现的乳腺癌乳腺癌。最好的技术之一可以进行两种转移学习：第一个使用在自然图像上训练的模型来创建“补丁分类器”，该模型将小型子图表分类；第二个使用补丁分类器来扫描整个乳房X线照片并创建“单视图全图分类器”。我们建议进行第三次转移学习，以获取“两视图分类器”，以使用两种乳房X线摄影视图：双侧颅颅和中外侧倾斜。我们使用效率网络作为模型的基础。我们使用CBIS-DDSM数据集“端到端”训练整个系统。为了确保统计鲁棒性，我们使用以下方式两次测试系统，（a）5倍交叉验证； （b）数据集的原始培训/测试部门。我们的技术使用5倍的交叉验证达到0.9344的AUC（在ROC的误差率相等的误差率下，准确性，灵敏度和特异性为85.13％）。据我们所知，使用原始的数据集除法，我们的技术达到了0.8483，尽管我们知道的最高的AUC在此问题上，尽管每项工作的测试条件上的细微差异不允许进行准确的比较。推理代码和模型可在https://github.com/dpetrini/two-views-classifier上获得

为医学图像评估构建准确和强大的人工智能系统，不仅需要高级深度学习模型的研究和设计，还需要创建大型和策划的注释训练示例。然而，构造这种数据集通常非常昂贵 - 由于注释任务的复杂性和解释医学图像所需的高度专业知识（例如，专家放射科医师）。为了对此限制来说，我们提出了一种基于对比学习和在线特征聚类的丰富图像特征自我监督学习方法。为此目的，我们利用各种方式的大超过100,000,000个医学图像的大型训练数据集，包括放射线照相，计算机断层扫描（CT），磁共振（MR）成像和超声检查。我们建议使用这些功能来指导在各种下游任务的监督和混合自我监督/监督制度的模型培训。我们突出了这种策略对射线照相，CT和MR：1的挑战性图像评估问题的许多优点，与最先进的（例如，检测3-7％的AUC升压为3-7％胸部射线照相扫描的异常和脑CT的出血检测）; 2）与使用无预先训练（例如，83％，在培训MR扫描MR扫描中的脑转移的模型时，在训练期间训练期间的模型收敛在训练期间的培训期高达85％。 3）对各种图像增强的鲁棒性增加，例如在场中看到的数据变化的强度变化，旋转或缩放反射。

多发性硬化症（MS）是中枢神经系统的慢性炎症和退行性疾病，其特征在于，白色和灰质的外观与个体患者的神经症状和标志进行地平整相关。磁共振成像（MRI）提供了详细的体内结构信息，允许定量和分类MS病变，其批判性地通知疾病管理。传统上，MS病变在2D MRI切片上手动注释，一个流程效率低，易于观察室内误差。最近，已经提出了自动统计成像分析技术以基于MRI体素强度检测和分段段病变。然而，它们的有效性受到MRI数据采集技术的异质性和MS病变的外观的限制。通过直接从图像学习复杂的病变表现，深度学习技术已经在MS病变分割任务中取得了显着的突破。在这里，我们提供了全面审查最先进的自动统计和深度学习MS分段方法，并讨论当前和未来的临床应用。此外，我们审查了域适应等技术策略，以增强现实世界临床环境中的MS病变分段。

超声检查的诊断准确性提高仍然是一个重要目标。在这项研究中，我们提出了一种基于生物物理特征的机器学习方法，用于乳腺癌检测，以改善基准深度学习算法以外的性能，并提供一张颜色的覆盖层覆盖层的视觉图，这些视觉图是病变中恶性肿瘤的可能性。该总体框架称为特定疾病的成像。以前，分别利用改良的完全卷积网络和改良的Googlenet对150个乳房病变进行了细分和分类。在这项研究中，在轮廓病变中进行了多参数分析。从基于生物物理和形态学模型的超声射频，包膜和对数压缩数据中提取特征。带有高斯内核的支持向量机构建了非线性超平面，我们计算了多参数空间中每个特征的超平面和数据点之间的距离。距离可以定量评估病变，并提出颜色编码并覆盖在B模式图像上的恶性肿瘤的可能性。对体内患者数据进行了培训和评估。在我们的研究中，最常见类型和大小的乳腺病变的总体准确性超过98.0％，分类为0.98，而接收器操作特征曲线下的区域的总体准确性比放射科医生的性能和深度学习系统更精确。此外，概率与BI RAD之间的相关性实现了预测乳腺癌的定量指南。因此，我们预计所提出的框架可以帮助放射科医生实现更准确，方便的乳腺癌分类和检测。

超声检查是乳腺癌诊断的重要常规检查，这是由于其无创，无辐射和低成本的特性。但是，由于其固有的局限性，乳腺癌的诊断准确性仍然受到限制。如果我们可以通过乳房超声图像（BUS）精确诊断乳腺癌，那将是一个巨大的成功。已经提出了许多基于学习的计算机辅助诊断方法来实现乳腺癌诊断/病变分类。但是，其中大多数需要预定的ROI，然后对ROI内的病变进行分类。常规的分类骨架，例如VGG16和RESNET50，可以在没有ROI要求的情况下获得有希望的分类结果。但是这些模型缺乏解释性，因此限制了它们在临床实践中的使用。在这项研究中，我们提出了一种具有可解释特征表示的超声图像中乳腺癌诊断的新型无ROI模型。我们利用解剖学的先验知识，即恶性肿瘤和良性肿瘤在不同的组织层之间具有不同的空间关系，并提出了悬停转换器来提出这种先验知识。提出的悬停式跨界块水平和垂直地提取层间和层内空间信息。我们进行并释放一个开放的数据集GDPH＆SYSUCC，以用于公共汽车中的乳腺癌诊断。通过与四个基于CNN的模型和两个Vision Transformer模型进行比较，通过五倍的交叉验证来评估所提出的模型。它通过最佳模型可解释性实现最新的分类性能。同时，我们提出的模型在仅给出一张公交图像时，在乳腺癌诊断方面优于两名高级超声检查员。

乳腺癌是全球女性死亡的主要原因之一。如果在高级阶段检测到很难治疗，但是，早期发现可以显着增加生存机会，并改善数百万妇女的生活。鉴于乳腺癌的普遍流行，研究界提出早期检测，分类和诊断的框架至关重要。与医生协调的人工智能研究社区正在开发此类框架以自动化检测任务。随着研究活动的激增，加上大型数据集的可用性和增强的计算能力，预计AI框架结果将有助于更多的临床医生做出正确的预测。在本文中，提出了使用乳房X线照片对乳腺癌进行分类的新框架。所提出的框架结合了从新颖的卷积神经网络（CNN）功能中提取的强大特征，以及手工制作的功能，包括猪（定向梯度的直方图）和LBP（本地二进制图案）。在CBIS-DDSM数据集上获得的结果超过了技术状态。

With the rapid development of artificial intelligence (AI) in medical image processing, deep learning in color fundus photography (CFP) analysis is also evolving. Although there are some open-source, labeled datasets of CFPs in the ophthalmology community, large-scale datasets for screening only have labels of disease categories, and datasets with annotations of fundus structures are usually small in size. In addition, labeling standards are not uniform across datasets, and there is no clear information on the acquisition device. Here we release a multi-annotation, multi-quality, and multi-device color fundus image dataset for glaucoma analysis on an original challenge -- Retinal Fundus Glaucoma Challenge 2nd Edition (REFUGE2). The REFUGE2 dataset contains 2000 color fundus images with annotations of glaucoma classification, optic disc/cup segmentation, as well as fovea localization. Meanwhile, the REFUGE2 challenge sets three sub-tasks of automatic glaucoma diagnosis and fundus structure analysis and provides an online evaluation framework. Based on the characteristics of multi-device and multi-quality data, some methods with strong generalizations are provided in the challenge to make the predictions more robust. This shows that REFUGE2 brings attention to the characteristics of real-world multi-domain data, bridging the gap between scientific research and clinical application.