Non-invasive prostate cancer detection from MRI has the potential to revolutionize patient care by providing early detection of clinically-significant disease (ISUP grade group >= 2), but has thus far shown limited positive predictive value. To address this, we present an MRI-based deep learning method for predicting clinically significant prostate cancer applicable to a patient population with subsequent ground truth biopsy results ranging from benign pathology to ISUP grade group~5. Specifically, we demonstrate that mixed supervision via diverse histopathological ground truth improves classification performance despite the cost of reduced concordance with image-based segmentation. That is, where prior approaches have utilized pathology results as ground truth derived from targeted biopsies and whole-mount prostatectomy to strongly supervise the localization of clinically significant cancer, our approach also utilizes weak supervision signals extracted from nontargeted systematic biopsies with regional localization to improve overall performance. Our key innovation is performing regression by distribution rather than simply by value, enabling use of additional pathology findings traditionally ignored by deep learning strategies. We evaluated our model on a dataset of 973 (testing n=160) multi-parametric prostate MRI exams collected at UCSF from 2015-2018 followed by MRI/ultrasound fusion (targeted) biopsy and systematic (nontargeted) biopsy of the prostate gland, demonstrating that deep networks trained with mixed supervision of histopathology can significantly exceed the performance of the Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS) clinical standard for prostate MRI interpretation.

在本文中，我们回顾了同时正电子发射断层扫描（PET） /磁共振成像（MRI）系统的物理和数据驱动的重建技术，这些技术在癌症，神经系统疾病和心脏病方面具有显着优势。这些重建方法利用结构或统计的先验，以及基于物理学的宠物系统响应的描述。但是，由于正向问题的嵌套表示，直接的PET/MRI重建是一个非线性问题。我们阐明了多方面的方法如何适应3D PET/MRI重建的混合数据和物理驱动的机器学习，总结了过去5年中重要的深度学习发展，以解决衰减校正，散射，低光子数和数据一致性。我们还描述了这些多模式方法的应用如何扩展到PET/MRI以提高放射治疗计划的准确性。最后，我们讨论了遵循物理和深度学习的计算成像和下一代探测器硬件的最新趋势，以扩展当前最新趋势的机会。

从历史上看，患者数据集已用于开发和验证PET/MRI和PET/CT的各种重建算法。为了使这种算法开发，无需获得数百个患者检查，在本文中，我们展示了一种深度学习技术，可以从丰富的全身MRI中产生合成但逼真的全身宠物纹状体。具体来说，我们使用56 $^{18} $ F-FDG-PET/MRI考试的数据集训练3D残差UNET来预测全身T1加权MRI的生理PET摄取。在训练中，我们实施了平衡的损失函数，以在较大的动态范围内产生逼真的吸收，并沿着层析成像线的响应线对模仿宠物的获取产生计算的损失。预测的PET图像预计会产生合成宠物飞行时间（TOF）正式图，可与供应商提供的PET重建算法一起使用，包括使用基于CT的衰减校正（CTAC）和基于MR的衰减校正（MRAC（MRAC） ）。由此产生的合成数据概括了生理学$^{18} $ f-fdg摄取，例如高摄取量位于大脑和膀胱，以及肝脏，肾脏，心脏和肌肉的吸收。为了模拟高摄取的异常，我们还插入合成病变。我们证明，该合成PET数据可以与实际PET数据互换使用，用于比较CT和基于MR的衰减校正方法的PET量化任务，与使用真实数据相比，在平均值中实现了$ \ leq 7.6 \％$误差。这些结果共同表明，所提出的合成PET数据管道可以合理地用于开发，评估和验证PET/MRI重建方法。

对于放射科医生和深度学习算法而言，MRI的早期前列腺癌检测和分期是极具挑战性的任务，但是向大型和多样化数据集学习的潜力仍然是提高其内部和整个诊所的概括能力的有希望的途径。为了对原型阶段算法进行此项启用，其中大多数现有研究仍然存在，在本文中，我们引入了一个灵活的联合学习框架，用于跨站点培训，验证和评估深前列腺癌检测算法。我们的方法利用了模型体系结构和数据的抽象表示，该表示允许使用NVFlare联合学习框架对未打磨的原型深度学习模型进行培训。我们的结果表明，使用专门的神经网络模型以及在加利福尼亚大学两家研究医院收集的专门神经网络模型以及不同的前列腺活检数据的前列腺癌检测和分类精度的提高，这证明了我们方法在适应不同数据集并改善MR-Biomarker发现的方法方面的功效。我们开源的FLTOOLS系统可以很容易地适应其他深度学习项目进行医学成像。

ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列，该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战，这是由于探测器的几何形状，不均匀的散射和冰中光的吸收，并且低于100 GEV的光，每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战，可以将ICECUBE事件表示为点云图形，并将图形神经网络（GNN）作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开，对不同的中微子事件类型进行分类，并重建沉积的能量，方向和相互作用顶点。基于仿真，我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术，包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类，与当前的IceCube方法相比，GNN以固定的假阳性速率（FPR）提高了信号效率的18％。另外，GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8（低于半百分比）。对于能源，方向和相互作用顶点的重建，与当前最大似然技术相比，分辨率平均提高了13％-20％。当在GPU上运行时，GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件，这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。

Previous work has shown the potential of deep learning to predict renal obstruction using kidney ultrasound images. However, these image-based classifiers have been trained with the goal of single-visit inference in mind. We compare methods from video action recognition (i.e. convolutional pooling, LSTM, TSM) to adapt single-visit convolutional models to handle multiple visit inference. We demonstrate that incorporating images from a patient's past hospital visits provides only a small benefit for the prediction of obstructive hydronephrosis. Therefore, inclusion of prior ultrasounds is beneficial, but prediction based on the latest ultrasound is sufficient for patient risk stratification.

队列研究越来越多地使用加速度计进行体育活动和久坐行为估计。这些设备往往比自我报告易于错误，可以全天捕获活动，并且是经济的。但是，在自由生活的情况下和受试者对象变化下，基于髋关节wor的数据估算久坐行为的先前方法通常是无效的或次优的。在本文中，我们提出了一个本地马尔可夫切换模型，该模型考虑了这种情况，并引入了一种姿势分类和久坐行为分析的一般程序，该程序自然适合该模型。我们的方法在时间序列中具有更改点检测方法，也是一个两个阶段分类步骤，将数据标记为3类（坐着，站立，步进）。通过严格的训练测试范例，我们表明我们的方法达到了80％的精度。此外，我们的方法是强大的，易于解释。

基于多个实例检测网络（MIDN），大量作品为弱监督对象检测（WSOD）做出了巨大的努力。但是，大多数方法忽略了一个事实，即在训练阶段每个图像中都存在压倒性的负面实例，这会误导培训并使网络落入本地最小值。为了解决这个问题，本文提出了基于硬采样和软采样的在线渐进式实例平衡采样（OPI）算法。该算法包括两个模块：渐进式实例平衡（PIB）模块和渐进式实例重新加权（PIR）模块。 PIB模块结合了随机抽样和iou均衡采样，逐渐地挖掘出硬性实例，同时平衡积极实例和负面实例。 PIR模块进一步利用了分类器得分和相邻的改进，以重新获得使网络关注积极实例的积极实例的权重。 Pascal VOC 2007和2012数据集的广泛实验结果表明，所提出的方法可以显着改善基线，这也可与许多现有的最新结果相媲美。此外，与基线相比，所提出的方法不需要额外的网络参数，并且补充培训开销很小，可以根据实例分类器修补范式轻松地集成到其他方法中。

有限的角度X射线断层扫描重建是一个不良反问题一般。特别是当投影角度有限并且在光子限制条件下进行测量时，来自经典算法的重建，例如过滤的反光，可能导致由于缺失的问题而获取伪影。为了获得令人满意的重建结果，通常在重建算法中结合在重建算法中的令人满意的重建结果，例如总变化最小化和非局部图像相似度。在这项工作中，我们介绍了深度神经网络，以确定并应用重建过程的先前分配。我们的神经网络直接从合成训练样本中学习。因此，神经网络获得了对我们对重建感兴趣的对象类的特定的先前分配。特别是，我们使用了具有3D卷积层和3D注意图层的深生成的模型，这些层在来自DubBed电路库的3D合成集成电路（IC）数据上培训。我们证明，当投影角度和光子预算受到限制时，来自我们深度生成模型的前沿可以显着提高合成数据的IC重建质量，而与最大似然估计相比。使用电路库的合成IC数据训练深度生成模型说明了从机器学习之前学到的学习功能。我们预计，如果使用实验数据再现过程，机器学习的优势将持续存在。机器学习在有限角X射线断层扫描的优点可以进一步能够在低光子纳米级成像中实现应用。

在过去的十年中，多智能经纪人强化学习（Marl）已经有了重大进展，但仍存在许多挑战，例如高样本复杂性和慢趋同稳定的政策，在广泛的部署之前需要克服，这是可能的。然而，在实践中，许多现实世界的环境已经部署了用于生成策略的次优或启发式方法。一个有趣的问题是如何最好地使用这些方法作为顾问，以帮助改善多代理领域的加强学习。在本文中，我们提供了一个原则的框架，用于将动作建议纳入多代理设置中的在线次优顾问。我们描述了在非传记通用随机游戏环境中提供多种智能强化代理（海军上将）的问题，并提出了两种新的基于Q学习的算法：海军上将决策（海军DM）和海军上将 - 顾问评估（Admiral-AE） ，这使我们能够通过适当地纳入顾问（Admiral-DM）的建议来改善学习，并评估顾问（Admiral-AE）的有效性。我们从理论上分析了算法，并在一般加上随机游戏中提供了关于他们学习的定点保证。此外，广泛的实验说明了这些算法：可以在各种环境中使用，具有对其他相关基线的有利相比的性能，可以扩展到大状态行动空间，并且对来自顾问的不良建议具有稳健性。