Single-Cell Spatial Analysis of Histopathology Images for Survival Prediction via Graph Attention Network

可解释性 计算机科学 间质细胞 人工智能 图形 机器学习 病理 理论计算机科学 医学
作者
Zhe Li,Yuming Jiang,Leon Liu,Yong Xia,Ruijiang Li
出处
期刊:Lecture Notes in Computer Science 卷期号:: 114-124 被引量:1
标识
DOI:10.1007/978-3-031-47076-9_12
摘要

The tumor microenvironment is a complex ecosystem consisting of various immune and stromal cells in addition to neoplastic cells. The spatial interaction and organization of these cells play a critical role in tumor progression. Single-cell analysis of histopathology images offers an intrinsic advantage over traditional patch-based approach by providing fine-grained cellular information. However, existing studies do not perform explicit cell classification, and therefore still suffer from limited interpretability and lack biological relevance, which may negatively affect the performance for clinical outcome prediction. To address these challenges, we propose a cell-level contextual learning approach to explicitly capture the major cell types and their spatial interaction in the tumor microenvironment. To do this, we first segmented and classified each cell into tumor cells, lymphocytes, fibroblasts, macrophages, neutrophils, and other nonmalignant cells on histopathology images. Given this single-cell map, we constructed a graph and trained a graph attention network to learn the cell-level contextual features for survival prediction. Extensive experiments demonstrate that our model consistently outperform existing patch-based and cell graph-based approaches in two independent datasets. Further, we used the feature attribution method to discover distinct spatial patterns that are associated with prognosis, leading to biologically meaningful and interpretable results.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
saber91发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
为什么不学习完成签到,获得积分10
1秒前
如意抽屉完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
鱼儿完成签到,获得积分10
2秒前
黑化小狗完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
DUDUDUDU发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
zyh完成签到 ,获得积分10
3秒前
康超发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
明亮飞丹完成签到,获得积分20
4秒前
天天发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Unicoa发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
dodo完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
是风动哒发布了新的文献求助10
5秒前
庄艺斌发布了新的文献求助10
5秒前
高速旋转老沁完成签到 ,获得积分10
6秒前
酷波er应助hululu采纳,获得10
6秒前
小茗同学发布了新的文献求助30
6秒前
WACK完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
lx应助柒月采纳,获得10
7秒前
汐总完成签到,获得积分10
7秒前
贲如音发布了新的文献求助10
7秒前
胡芜湖发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
十一发布了新的文献求助10
8秒前
张启帆完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
852应助chenjh采纳,获得10
9秒前
动听曼文完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6098195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7928011
关于积分的说明 16418661
捐赠科研通 5228393
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2794377
邀请新用户注册赠送积分活动 1776865
关于科研通互助平台的介绍 1650793