Autism Spectrum Disorder(ASD) is a set of neurodevelopmental conditions that affect patients' social abilities. In recent years, many studies have employed deep learning to diagnose this brain dysfunction through functional MRI (fMRI). However, existing approaches solely focused on the abnormal brain functional connections but ignored the impact of regional activities. Due to this biased prior knowledge, previous diagnosis models suffered from inter-site heterogeneity and inter-individual phenotypic differences. To address this issue, we propose a novel feature extraction method for fMRI that can learn a personalized lower-resolution representation of the entire brain networking regarding both the functional connections and regional activities. Specifically, we abstract the brain imaging as a graph structure and straightforwardly downsample it to sparse substructures by hierarchical graph pooling. The down-scaled feature vectors are embedded into a population graph where the hidden inter-subject heterogeneity and homogeneity are explicitly expressed as inter- and intra-community connectivity differences. Subsequently, we fuse the imaging and non-imaging information by graph convolutional networks (GCN), which recalibrates features to node embeddings under phenotypic statistics. By these means, our framework can extract features directly and efficiently from the entire fMRI and be aware of implicit inter-individual variance. We have evaluated our framework on the ABIDE-I dataset with 10-fold cross-validation. The present model has achieved a mean classification accuracy of 85.95\% and a mean AUC of 0.92, better than the state-of-the-art methods.


翻译:Autism Spectrum Disraction (ASD) 是一套影响病人社会能力的神经发育状况的神经发育状况。近年来,许多研究利用了深层的学习,通过功能 MRI (FMRI) 来诊断大脑功能性机能障碍。 但是,现有的方法仅仅侧重于大脑功能上的异常联系,却忽视了区域活动的影响。由于先前的这种有偏见的知识,先前的诊断模型存在不同地点之间的异质性和个体间口腔差异。为了解决这个问题,我们为FMRI提出了一种新的特征提取方法,可以学习整个大脑网络在功能连接和区域活动方面个人化的低分辨率代表。具体地说,我们将大脑成像作为图形结构进行抽取,通过分层图集将它直接降为稀少的子结构。 缩放的特性已嵌入人口图中,其中隐藏的主体间异性性和同性明确表述为社区间和社区内部连接差异。 随后,我们将成像和非成形的图像化信息通过平面变异性网络(GCN) 结合成个人化,通过正缩缩缩缩缩图结构图结构图和正缩缩图中的数据框架,通过直缩缩缩成和正缩图的图的图图面图面图面图,这些图面图面图面图面图的图面图面图和正图解的图,这些图面图面图面图面图面图面图面图面图面图的图面图的图面图,可以直接了解这些图,这些图的图的图面图的图的图面图面图面图面图面图面图。

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