MSAFed:用于测试时间医疗细分的通用多阶段和自适应联合学习
IEEE journal of biomedical and health informatics
|September 16, 2025
概括
联合学习 (FL) 模型在一般化方面存在困难. MSAFed是一个新的框架,通过使用自适应策略和对比学习,在参与中心内外改善FL模型性能.
科学领域:
- 医疗保健中的人工智能
- 机器学习 机器学习
- 医疗信息学 医疗信息学
背景情况:
- 联合学习 (FL) 促进跨机构的协作人工智能模型培训,而无需共享数据,增强医疗保健中的隐私.
- 现有的FL模型在联合网络中表现出很差的概括性,并且在未见的数据上表现不佳,特别是在各种医学领域.
- 目前FL的测试时间适应技术无法充分缓解对源数据分布的偏差,从而限制了临床实用性.
研究的目的:
- 引入MSAFed,一个通用的多阶段适应式联合学习框架.
- 增强FL模型的内部概括性 (跨客户端) 和外部测试时间适应性 (对隐形客户端).
- 在异质的医疗环境中解决当前FL方法的局限性.
主要方法:
- 开发了一种预培训策略,将客户内部和客户间的对比学习与原型意识的聚合结合起来,以创建一个通用的全球模型.
- 实施了适应性学习率策略,以促进FL网络内的泛化.
- 利用源知识,包括适应性学习率和原型,在测试时间内为未见客户端进行动态网络适应.
主要成果:
- 在三个真实世界的多中心医疗数据集中,MSAFed在内部和外部FL任务上表现出卓越的表现.
- 该框架有效地改善了参与客户之间的概括性.
- 实现了对未见客户端和异质域的增强适应性.
结论:
- MSAFed为改善医疗保健中的联合学习模型性能提供了一个强大的解决方案.
- 拟议的适应性框架解决了医疗人工智能的关键概括和适应挑战.
- 这种方法具有很大的潜力,可以在临床环境中推进保护隐私的AI应用.


