Electronic Health Records (EHRs) hold detailed longitudinal information about each patient's health status and general clinical history, a large portion of which is stored within the unstructured text. Temporal modelling of this medical history, which considers the sequence of events, can be used to forecast and simulate future events, estimate risk, suggest alternative diagnoses or forecast complications. While most prediction approaches use mainly structured data or a subset of single-domain forecasts and outcomes, we processed the entire free-text portion of EHRs for longitudinal modelling. We present Foresight, a novel GPT3-based pipeline that uses NER+L tools (i.e. MedCAT) to convert document text into structured, coded concepts, followed by providing probabilistic forecasts for future medical events such as disorders, medications, symptoms and interventions. Since large portions of EHR data are in text form, such an approach benefits from a granular and detailed view of a patient while introducing modest additional noise. On tests in two large UK hospitals (King's College Hospital, South London and Maudsley) and the US MIMIC-III dataset precision@10 of 0.80, 0.81 and 0.91 was achieved for forecasting the next biomedical concept. Foresight was also validated on 34 synthetic patient timelines by 5 clinicians and achieved relevancy of 97% for the top forecasted candidate disorder. Foresight can be easily trained and deployed locally as it only requires free-text data (as a minimum). As a generative model, it can simulate follow-on disorders, medications and interventions for as many steps as required. Foresight is a general-purpose model for biomedical concept modelling that can be used for real-world risk estimation, virtual trials and clinical research to study the progression of diseases, simulate interventions and counterfactuals, and for educational purposes.

深层生成模型已成为检测数据中任意异常的有前途的工具，并分配了手动标记的必要性。最近，自回旋变压器在医学成像中取得了最先进的性能。但是，这些模型仍然具有一些内在的弱点，例如需要将图像建模为1D序列，在采样过程中误差的积累以及与变压器相关的显着推理时间。去核扩散概率模型是一类非自动回旋生成模型，最近显示出可以在计算机视觉中产生出色的样品（超过生成的对抗网络），并实现与变压器具有竞争力同时具有快速推理时间的对数可能性。扩散模型可以应用于自动编码器学到的潜在表示，使其易于扩展，并适用于高维数据（例如医学图像）的出色候选者。在这里，我们提出了一种基于扩散模型的方法，以检测和分段脑成像中的异常。通过在健康数据上训练模型，然后探索其在马尔可夫链上的扩散和反向步骤，我们可以识别潜在空间中的异常区域，因此可以确定像素空间中的异常情况。我们的扩散模型与一系列具有2D CT和MRI数据的实验相比，具有竞争性能，涉及合成和实际病理病变，推理时间大大减少，从而使它们的用法在临床上可行。

Artificial intelligence methods including deep neural networks (DNN) can provide rapid molecular classification of tumors from routine histology with accuracy that matches or exceeds human pathologists. Discerning how neural networks make their predictions remains a significant challenge, but explainability tools help provide insights into what models have learned when corresponding histologic features are poorly defined. Here, we present a method for improving explainability of DNN models using synthetic histology generated by a conditional generative adversarial network (cGAN). We show that cGANs generate high-quality synthetic histology images that can be leveraged for explaining DNN models trained to classify molecularly-subtyped tumors, exposing histologic features associated with molecular state. Fine-tuning synthetic histology through class and layer blending illustrates nuanced morphologic differences between tumor subtypes. Finally, we demonstrate the use of synthetic histology for augmenting pathologist-in-training education, showing that these intuitive visualizations can reinforce and improve understanding of histologic manifestations of tumor biology.

功能提取器在文本识别（TR）中起着至关重要的作用，但是由于昂贵的手动调整，自定义其体系结构的探索相对较少。在这项工作中，受神经体系结构搜索（NAS）的成功启发，我们建议搜索合适的功能提取器。我们通过探索具有良好功能提取器的原理来设计特定于域的搜索空间。该空间包括用于空间模型的3D结构空间和顺序模型的基于转换的空间。由于该空间是巨大且结构复杂的，因此无法应用现有的NAS算法。我们提出了一种两阶段算法，以有效地在空间中进行搜索。在第一阶段，我们将空间切成几个块，并借助辅助头逐步训练每个块。我们将延迟约束引入第二阶段，并通过自然梯度下降从受过训练的超级网络搜索子网络。在实验中，进行了一系列消融研究，以更好地了解设计的空间，搜索算法和搜索架构。我们还将所提出的方法与手写和场景TR任务上的各种最新方法进行了比较。广泛的结果表明，我们的方法可以以较小的延迟获得更好的识别性能。

2型糖尿病（T2DM）的早期诊断对于及时的治疗干预措施和生活方式改变至关重要。随着医学成像数据在许多患者群体中变得更广泛可用，我们试图研究是否可以在表格学习分类器模型中利用图像衍生的表型数据来预测T2DM的发病率，而无需使用侵入性血液实验室测量。我们表明，使用图像衍生表型的神经网络和决策树模型都可以预测患者T2DM状态的召回评分高达87.6％。我们还提出了与“ Syntha1c编码器”相同的结构的新颖使用，这些结构能够输出模仿血液血红蛋白A1C经验实验室测量值的可解释值。最后，我们证明了T2DM风险预测模型对输入矢量成分中小扰动的敏感性可用于预测从以前看不见的患者人群中取样的协变量的性能。

预测经济的短期动态 - 对经济代理商决策过程的重要意见 - 经常在线性模型中使用滞后指标。这通常在正常时期就足够了，但在危机期间可能不足。本文旨在证明，在非线性机器学习方法的帮助下，非传统和及时的数据（例如零售和批发付款）可以为决策者提供复杂的模型，以准确地估算几乎实时的关键宏观经济指标。此外，我们提供了一组计量经济学工具，以减轻机器学习模型中的过度拟合和解释性挑战，以提高其政策使用的有效性。我们的模型具有付款数据，非线性方法和量身定制的交叉验证方法，有助于提高宏观经济的启示准确性高达40 \％ - 在COVID-19期间的增长较高。我们观察到，付款数据对经济预测的贡献很小，在低和正常增长期间是线性的。但是，在强年或正增长期间，付款数据的贡献很大，不对称和非线性。

我们描述了我们使用对CAD表示的深度学习来推断机械组件中交配部分之间的自由度的工作。我们使用由CAD零件和配偶将它们组成的大型实际机械组件的大型数据集训练我们的模型。我们提出了重新定义这些伴侣的方法，以使它们更好地反映组件的运动，并缩小可能的运动轴。我们还进行了一项用户研究，以创建具有更可靠标签的运动声音测试集。

与分析气相色谱法 - 质谱（GC -MS）数据相关的挑战很多。这些挑战中的许多挑战源于以下事实：电子电离可能使由于高度的分裂程度与分子离子信号的损失而难以恢复分子信息。使用GC-MS数据，通常在密切洗脱峰之间共享许多常见的片段离子，因此需要进行复杂的分析方法。其中一些方法是完全自动化的，但是对数据可以在分析过程中引入伪影的数据做出了一些假设。化学计量方法（例如多元曲线分辨率或平行因子分析）特别有吸引力，因为它们是灵活的，并且对数据的假设相对较少 - 理想情况下会导致伪像较少。这些方法确实需要专家用户干预来确定每个区域的最相关区域和适当数量的组件，即$ k $。需要选择自动化区域，以允许使用高级信号反卷积的色谱数据自动批处理处理。在这里，我们提出了一种新的方法，用于自动化，不靶心的感兴趣的选择区域，该方法是根据平方的比率和第二个单数值分解的比率来解释GC-MS数据中存在的多元信息，以选择感兴趣的区域。在色谱图上移动的窗口。假设第一个奇异值主要解释了信号，而第二个奇异值主要解释了噪声，则可以将这两个值之间的关系解释为Fisher比率的概率分布。通过研究该算法不再挑选已知包含信号的色谱区的浓度来测试算法的灵敏度。

给定一个较小的培训数据集和学习算法，要达到目标验证或测试性能需要多少数据？这个问题至关重要，在诸如自动驾驶或医学成像之类的应用中，收集数据昂贵且耗时。高估或低估数据需求会带来大量费用，而预算可以避免。关于神经缩放定律的先前工作表明，幂律函数可以符合验证性能曲线并将其推断为较大的数据集大小。我们发现，这并不能立即转化为估计所需数据集大小以满足目标性能的更困难的下游任务。在这项工作中，我们考虑了一系列的计算机视觉任务，并系统地研究了一个概括功能功能的功能家族，以便更好地估算数据需求。最后，我们表明，结合调整的校正因子并在多个回合中收集会显着提高数据估计器的性能。使用我们的准则，从业人员可以准确估算机器学习系统的数据要求，以节省开发时间和数据采集成本。

非对比度CT（NCCT）图像中准确的梗塞分割是迈向计算机辅助急性缺血性中风（AIS）评估的关键步骤。在临床实践中，脑半球的双侧对称比较通常用于定位病理异常。最近的研究探索了不对称的协助AIS分割。但是，在评估其对AIS的贡献时，大多数以前基于对称性的工作都混合了不同类型的不对称性。在本文中，我们提出了一个新型的不对称分解网络（ADN），以自动将NCCT中的病理不对称性和内在的解剖不对称分离，以进行更有效和可解释的AIS分割。 ADN首先基于输入NCCT进行不对称分解，该输入nccts产生不同类型的3D不对称图。然后生成合成的，固有的 - 敏化补偿和病理 - 空气 - 对称盐的NCCT体积，后来用作分割网络的输入。 ADN的培训结合了领域知识，并采用了组织型意识到的正则化损失函数，以鼓励临床上敏感的病理不对称提取。加上无监督的3D转换网络，ADN在公共NCCT数据集上实现了最新的AIS分割性能。除了出色的表现外，我们认为学到的临床可解剖的不对称图也可以为更好地理解AIS评估提供见解。我们的代码可从https://github.com/nihaomiao/miccai22_adn获得。