mamba心脏疾病诊断

medmamba复现

image-20250925140820005

是二维的,不好改,还是改改之前的分割网络看看

echo-mi

idea

使用双切面(二腔室+四腔室)超声心动图数据训练Mamba模型诊断早期心梗的需求,设计了一个创新性的双路径时空融合Mamba架构(Dual-Path Spatiotemporal Fusion Mamba, DPSF-Mamba)。该架构针对性解决多切面心脏超声的时空特征融合问题,核心思路如下:

一、核心改造思路

双路径异构特征提取

独立编码路径:为二腔室(2C)和四腔室(4C)切面分别设计专用Mamba块,适应不同视角的局部结构特征。
2C路径:聚焦左心室前壁、心尖部运动异常(早期心梗敏感区域)。

image-20251011130229693

4C路径:捕获室间隔、侧壁运动及整体心室协调性(诊断关键指标)。

image-20251011130312755

动态门控融合模块(DGFM):引入可学习的门控权重,自适应融合双路径特征(公式示例):

Ffused=σ(Wg[F2C,F4C])F2C+(1σ(Wg[F2C,F4C]))F4CF_{fused} = \sigma(W_g \cdot [F_{2C}, F_{4C}]) \odot F_{2C} + (1-\sigma(W_g \cdot [F_{2C}, F_{4C}])) \odot F_{4C}

其中 WgW_g 为可训练权重,σ\sigma 为Sigmoid函数,实现特征重要性动态分配。

多任务联合优化分类头

//todo

二、创新技术优势

模块 传统Mamba局限 DPSF-Mamba改进 临床价值
多切面处理 单一路径忽视视角差异 双路径异构编码 + 动态融合 减少视角偏差,提升小病灶敏感性
时空特征利用 长序列建模但空间关联弱 时空切片重组 + 坐标注意力 同步捕捉运动异常与结构变形
数据效率 需大量标注数据 多任务学习共享特征 缓解超声标注稀缺问题
可解释性 黑盒决策 门控权重可视化切面贡献度 辅助医生理解AI诊断依据

三、预期效果验证方案

可解释性分析

绘制门控权重热力图(如下示例),验证模型对病变切面的关注度:

前壁梗死患者:4C切面权重峰值达0.83(主导诊断)
心尖梗死患者:2C切面权重升至0.79

四、潜在挑战与解决方案

挑战1:双切面数据不全(如部分患者缺失一个切面)
方案:引入跨切面知识蒸馏,用完整数据训练教师网络指导单切面学生网络。
挑战2:超声伪影干扰
方案:在Mamba前端加入对抗去噪模块(如Conditional GAN)。

faec_advance实验

name acc auc f1 precision recall specificity
faec 0.71875 0.7013 0.3077 1.0 0.1818 1.0

camus 多切面

name acc auc f1 precision recall specificity
Experiment_6 fold_1 0.8125 0.858333 0.769230 0.714286 0.833333 0.8
Experiment_6 fold_2 0.75 0.741666 0.555555 0.833333 0.416666 0.949999
Experiment_6 fold_3 0.8125 0.899999 0.699999 0.875 0.583333 0.949999
Experiment_6 fold_4 0.78125 0.852814 0.588235 0.833333 0.454545 0.952380
Experiment_6 fold_5 0.71875 0.701298 0.307692 1.0 0.1818 1.0
Experiment_6 avg 0.775 0.8108 0.5841 0.8512 0.4939 0.9305

MIMamba

camus A2C的实验

name acc auc f1 precision recall
Experiment_4 fold_1 0.375 0.533333 0.545454 0.375 1.0
Experiment_4 fold_2 0.34375 0.558441 0.511628 0.34375 1.0
Experiment_5 fold_1 0.75 0.699999 0.636364 0.699999 0.583333
Experiment_5 fold_2 0.71875 0.670995 0.571428 0.6 0.545454
Experiment_5 fold_3 0.71875 0.636363 0.470588 0.571428 0.4
Experiment_5 fold_4 0.71875 0.590909 0.470588 0.571428 0.4
Experiment_5 fold_5 0.625 0.490909 0.4 0.4 0.4
Experiment_5 avg 0.70625 0.617835 0.509794 0.568571 0.425757

camus 多切面

name acc auc f1 precision recall specificity
Experiment_7 fold_1 0.84375 0.837499 0.761904 0.888888 0.666666 0.949999
Experiment_7 fold_2 0.75 0.708333 0.555555 0.833333 0.416666 0.949999
Experiment_7 fold_3 0.8125 0.8375 0.727272 0.8 0.666666 0.899999
Experiment_7 fold_4 0.8125 0.818181 0.75 0.692307 0.818181 0.809523
Experiment_7 fold_5 0.71875 0.714285 0.307692 1.0 0.181818 1.0
Experiment_7 (监控acc) 0.7875 0.7832 0.6205 0.8429 0.5500 0.9219
Experiment_8 fold_1 0.65625 0.875 0.266666 0.666666 0.166666 0.949999
Experiment_8 fold_2 0.75 0.816666 0.666666 0.666666 0.666666 0.8
Experiment_8 fold_3 0.71875 0.858333 0.571428 0.666666 0.5 0.85
Experiment_8 fold_4 0.65625 0.8658 0.0 0 0 1
Experiment_8 fold_5 0.6875 0.796536 0.583333 0.538461 0.636363 0.714285
Experiment_8 (监控auc)
Experiment_9 fold_1 0.75 0.879166 0.5 1.0 0.333333 1.0
Experiment_9 fold_2 0.65625 0.695833 0.153846 1.0 0.083333 1.0
Experiment_9 fold_3 0.65625 0.770833 0.153846 1.0 0.083333 1.0
Experiment_9 fold_4 0.6875 0.649350 0.166666 1.0 0.090909 1.0
Experiment_9 fold_5 0.75 0.761904 0.5 0.8 0.363636 0.952380
Experiment_9 (监控precision)
Experiment_10 fold_1 0.84375 0.875 0.814814 0.733333 0.916666 0.8
Experiment_10 fold_2 0.78125 0.75 0.695652 0.727272 0.666666 0.85
Experiment_10 fold_3 0.84375 0.85 0.761904 0.888888 0.666666 0.949999
Experiment_10 fold_4 0.75 0.779220 0.692307 0.6 0.818181 0.714285
Experiment_10 fold_5 0.625 0.675324 0.625 0.476190 0.909090 0.476190
Experiment_10 (监控f1) 0.7688 0.7859 0.7179 0.6851 0.7955 0.7581
Experiment_11 fold_5 0.65625 0.645021 0.645161 0.5 0.909090 0.523809

mamba心脏疾病诊断
http://example.com/2025/09/25/mamba-classify/
作者
Mercury
发布于
2025年9月25日
许可协议