Disease prediction is a well-known classification problem in medical applications. Graph neural networks provide a powerful tool for analyzing the patients' features relative to each other. Recently, Graph Convolutional Networks (GCNs) have particularly been studied in the field of disease prediction. Due to the nature of such medical datasets, the class imbalance is a familiar issue in the field of disease prediction. When the class imbalance is present in the data, the existing graph-based classifiers tend to be biased towards the major class(es). Meanwhile, the correct diagnosis of the rare true-positive cases among all the patients is vital. In conventional methods, such imbalance is tackled by assigning appropriate weights to classes in the loss function; however, this solution is still dependent on the relative values of weights, sensitive to outliers, and in some cases biased towards the minor class(es). In this paper, we propose Re-weighted Adversarial Graph Convolutional Network (RA-GCN) to enhance the performance of the graph-based classifier and prevent it from emphasizing the samples of any particular class. This is accomplished by automatically learning to weigh the samples of the classes. For this purpose, a graph-based network is associated with each class, which is responsible for weighing the class samples and informing the classifier about the importance of each sample. Therefore, the classifier adjusts itself and determines the boundary between classes with more attention to the important samples. The parameters of the classifier and weighing networks are trained by an adversarial approach. At the end of the adversarial training process, the boundary of the classifier is more accurate and unbiased. We show the superiority of RA-GCN on synthetic and three publicly available medical datasets compared to the recent method.


翻译:在医学应用中,疾病预测是一个众所周知的分类问题。 图表神经网络为分析病人相对特征提供了一个强有力的工具。 最近,在疾病预测领域特别研究了图表革命网络(GCNs) 。由于这类医疗数据集的性质,阶级不平衡是疾病预测领域的一个常见问题。当数据中存在阶级不平衡时,现有的基于图表的分类者倾向于偏向于主要类别。与此同时,正确诊断所有病人之间罕见的真实性直率案例至关重要。在常规方法中,通过对损失函数中的等级分配适当的比重来解决这种不平衡问题;然而,这一解决方案仍然取决于加权的相对值、对外层敏感,以及在某些情况下偏向次要类别。在本文中,我们建议重新加权的Aversarial图变异端网络(RA-GCN)倾向于提高基于图表的分类方法的性能,防止它强调任何特定类别中的样本。在常规方法中,通过对经过培训的等级的精度进行精确比重; 然而,这种方法仍然取决于最近等级的比重值、对外层的比重值, 将每一类的样本的比值与每一类的比值加以比较。 我们的分类的排序的比重显示, 的标的比重是每一级的比重的比重的比重, 。

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