Anatomy-Guided Weakly-Supervised Abnormality Localization in Chest X-rays
文章来源：[MICCAI 2022]
代码：https://github.com/batmanlab/AGXNet
Keywords：Weakly-supervised learning（WSL）, disease localization， disease classification
本文提出的两个challenges：
- 整个报告通常被总结为一小部分疾病标签，错过了结合解剖学背景的机会。即本文所说的anatomy。
- 由于标签的稀疏性和语言的模糊性，使用自然语言处理（NLP）从放射学报告中导出的弱标签是有噪声的。
1、Intorduction
本文提出了Anatomy- Guided chest X-ray Network (AGXNet)的架构来解决弱标注问题。通过两个级联网络，第一个用于识别anatomical abnormalities，第二个用于pathological observations。利用一个anatomy-guided attention模块辅助observation网络关注由anatomy网络生成的相关anatomical区域。
如上图所示，其实是由两个分类网络组成，ga为anatomical abnormalities，go为pathological observations。
两个 text labelers： Chest ImaGenome 和 RadGraph
本文是基于RadGraph。
对于CXR报告，解析“observation-located atanatomy” relations, (e.g., “opacity in the right lower lung”)。这里的opacity即是observation，lung为ananatomy，right lower为修饰lung。
针对第2个挑战，CXR报告中弱标签有噪声
由于内在的歧义性，CXR报告中提到了肺炎的视觉线索，如不透明或实变，但由于报告过程中的人为因素，可能无法明确确定肺炎是一种诊断。我们还认为不确定性提及（例如，may, possible, can`t exclude）是未标记的。
我们将这个问题公式化为Positive Unlabeled (PU) learning，其中可以通过一小组具有高置信度标签（阳性或阴性）的样本，以及大量未标记的数据，这些数据由混合比例未知的阳性和阴性样本混合而成。
2、Method
Report Representation
Anatomy Network
ga用于从 anatomical landmarks中识别异常，使用带有权重的BCE loss。
AGA
指导第二部分的observation network 关注相关的anatomical区域。在anatomy feature map中激活channel c。
Observation Network
用于识别CXR图像中的病理部分，
PU Learning
无标签数据 Pu 可以被解耦成Pu = αPp + (1 − α)Pn
Optimization
最后的Loss由两部分组成，Na, No 为 anatomy and observation labels 在训练中使用的数量。
推理时不需要任何的text输入，Hk=0。