Although deep neural networks (DNN) have achieved state-of-the-art performance in various fields, some unexpected errors are often found in the neural network, which is very dangerous for some tasks requiring high reliability and high security. The non-transparency and unexplainably of Convolutional Neural Networks (CNN) still limit its application in many fields, such as medical care and finance. Despite current studies that have been committed to visualizing the decision process of DNN, most of these methods focus on the low level and do not take into account the prior knowledge of medicine. In this work, we propose an interpretable framework based on key medical concepts, enabling CNN to explain from the perspective of doctors' cognition. We propose an interpretable automatic recognition framework for the ultrasonic standard plane, which uses a concept-based graph convolutional neural network to construct the relationships between key medical concepts, to obtain an interpretation consistent with a doctor's cognition. Extensive experiments have empirically shown that our model can meaningfully explain the decision of the classifier and provide quantitative support.


翻译:尽管深度神经网络(DNN)在不同领域取得了最先进的性能,但在神经网络中经常发现一些出乎意料的错误,这对一些需要高度可靠和高度安全的任务非常危险。进化神经网络(CNN)的不透明和不可解释性仍然限制其在许多领域的应用,如医疗和财务等。尽管目前致力于直观DNN决策过程的研究,但这些方法大多侧重于低水平,没有考虑到以前对医学的了解。在这项工作中,我们提出了一个基于关键医学概念的可解释框架,使CNN能够从医生认知的角度解释。我们提议了一个超声波标准平面可解释的自动识别框架,它使用基于概念的图形神经网络来构建关键医学概念之间的关系,以获得与医生认知一致的解释。广泛的实验从经验上表明,我们的模型可以有意义地解释分类师的决定并提供定量支持。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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