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应用证据深度学习的可信医学影像分析方法综述
Survey of trustworthy medical image analysis methods based on evidential deep learning
- “随着人工智能技术在医疗领域的深度融合,基于深度学习的影像分析模型已在多项任务中展现出显著潜力。然而,这类模型的性能严重依赖于大规模、高质量的训练数据,而真实临床环境下的医学数据常面临三大类挑战:数据稀缺、数据异质性以及数据不均衡问题。传统深度学习模型在处理此类复杂数据时,往往表现出过度自信的错误预测,且缺乏对认知不确定性的表达能力,从而为高风险的临床决策带来潜在安全威胁。证据深度学习(evidential deep learning,EDL)作为一种新兴的不确定性量化范式,通过将狄利克雷分布引入到神经网络的输出来对预测进行证据建模,能够一定程度上建模偶然不确定性和认知不确定性,这种能力为应对真实复杂医学数据提供了强有力的工具。本文从数据稀缺、数据异质性及数据不均衡这三大挑战的视角切入,系统性地综述了证据深度学习在复杂医学数据下的影像分析应用,并阐明了证据深度学习凭借其不确定性量化和内在的可解释性,在利用无标签数据、检测异常样本、解析并融合冲突证据、识别尾部数据以及仲裁噪声数据等方面展现的核心优势。本文提及的相关算法已汇总至https://github.com/oscarab/Medical-EDL。最后,本文对该领域当前面临的挑战进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望,为研究者们提供了一个清晰的路线图,以推动构建更安全、更可靠、更可信的下一代智能医学影像分析系统。”
- 2025年 页码:1-21
收稿:2025-09-29,
修回:2025-12-05,
录用:2025-12-17,
网络首发:2025-12-17
DOI: 10.11834/jig.250475
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