基于医学影像的个性化医学，可以准确预测未来个体化临床疾病进展和治疗反应，对于长期、复杂、异质性的无法治愈的疾病（如多发性硬化症（MS））的医疗和药物开发具有巨大影响。本文提出了第一个用于建模疾病进展的连续时间因果框架，利用神经随机微分方程（NSDE）。该因果推断模型以患者的高维影像（MRI）和表格数据为输入，预测潜空间中不同治疗的真实和反事实进展轨迹。NSDE 允许估计高置信度的个性化轨迹和治疗效果。在多中心独家数据集上进行了大量实验，该数据集包括在多个随机临床试验中获得的患者 3D MRI 和临床数据。我们的结果展示了第一个基于不确定性的因果深度学习（DL）模型，可以准确预测未来患者的 MS 残疾发展（如 EDSS）和治疗效果，利用基线 MRI，并且可以发现在临床试验中没有达到临床终点的患者亚组，模型对他们的治疗反应具有高置信度。

Jun, 2024

该研究提出了一种使用时间感知神经常微分方程（NODE）分析疾病进展的新框架。我们引入了一个在自监督学习（SSL）中训练的 “时间感知头”，以利用潜在空间中的时间信息来进行数据增强。与缺乏显式时间集成的传统方法相比，该方法有效地将 NODE 和 SSL 结合，提供显著的性能改进。我们利用 OPHDIAT 数据库展示了我们的策略在糖尿病视网膜病变进展预测中的有效性。与基准线相比，所有的 NODE 架构在 ROC 曲线下面积（AUC）和 Kappa 指标上都取得了统计显著的改进，突显了使用 SSL 启发式方法进行预训练的效果。此外，我们的框架促进了 NODE 的稳定训练，在时间感知建模中经常遇到的挑战中取得了突破。

Apr, 2024

本研究探索了自我监督学习算法在疾病进展方面的应用，重点研究了纵向自我监督学习算法及神经普通微分方程的潜力，并在糖尿病视网膜病变的纵向数据集上验证了相关算法，结果表明神经普通微分方程和纵向自我监督学习算法的结合潜力巨大。

Oct, 2023

提出了一种基于层级潜在变量模型的个性化医学方法，该方法能够预测个体疾病过程，提高诊疗效果。将疾病程度描述为连续值，连续时间函数，分享不同粒度观测间的统计力量，使用离线参数学习算法和在线参数学习程序，对硬皮病引起的间质性肺病的疾病过程进行预测，并与现有方法进行比较，获得了显著改进。

Jan, 2016

通过时间性影像对临床结果或疾病严重性进行预测，利用自我注意力的 TCN 和自监督的视觉 Transformer 来学习最反映疾病轨迹的表示，并使用最大均值差异损失来校准时间和空间特征的分布以提高预测性能。

Mar, 2022

本文提出了一种基于数据驱动的普适专家模块，即光流估计组件，用于捕捉广泛的实际物理过程的演化规律；通过精细的物理流程设计和神经离散学习，增强了局部洞察力并获得潜在空间中的重要特征。实验结果表明，与现有的基线方法相比，所提出的框架取得了显著的性能提升。

Feb, 2024

青光眼预测的研究引入了基于变压器架构的多尺度时空变换网络 (MST-former)，针对时序图像输入进行了特定设计，可以在时空维度上有效地学习图像的语义信息；在不规则采样数据方面，引入了时间距离矩阵来非线性地缩放时间注意力；此外，通过温度控制的平衡 Softmax 交叉熵损失函数解决了类别不平衡问题。实验结果表明，MST-former 方法在青光眼预测方面表现出卓越的优势，AUC 值达到 98.6%；在阿尔茨海默病神经成像倡议 (MRI) 数据集上，对轻度认知损害和阿尔茨海默病的预测准确率为 90.3%，明显优于对比方法。

Feb, 2024

本研究提出了一种结合纵向成像、糖尿病视网膜病变、神经常微分方程以及 $ t_{mix} $ 增强的纵向混合训练（LMT）框架，用于检测和预测糖尿病视网膜病变的进展。结果显示，我们的纵向任务可以学习糖尿病视网膜病变的进程，并且引入 $ t_{mix} $ 增强对于时间感知模型是有益的。

Oct, 2023

该研究使用深度学习技术从长期的医学图像中对年龄相关性黄斑变性和原发性开角型青光眼进行动态预测，取得了显著的成果。

May, 2024

这篇研究提出了一种新的几何学学习方法，通过结合拓扑空间转移、ODE-RGRU 和轨迹估计来建模长期的磁共振成像生物标记物和认知评分，并开发了一种训练算法，将流形映射与单调性约束相结合，以反映测量转换的不可逆性。通过在规则和不规则环境下预测临床标签和认知评分的时间，验证了所提出方法的有效性，并通过消融研究对该框架进行了全面分析。

Oct, 2023