Explainable anomaly detection and localization for ADHD in MRI using topological features

摘要

磁共振成像（MRI）在生理异常检测中具有重要作用，但注意缺陷多动障碍（ADHD）等神经发育障碍通常缺乏明确的病灶区域，给传统监督学习和临床解释带来困难。本研究提出一种基于拓扑特征的异常检测框架，通过逐像素病理评估构建三维拓扑空间，利用拓扑数据分析增强细微结构异常，并将抽象拓扑特征映射回原始图像空间以实现异常定位。在 ADHD-200 数据集上的实验表明，该方法在多中心和不同人口学亚组评估中具有稳定表现，并识别出主要分布于前额叶-纹状体-小脑环路的异常区域。