論文の概要: AGIR: Assessing 3D Gait Impairment with Reasoning based on LLMs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18141v1
• Date: Sun, 23 Mar 2025 17:12:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:36:27.338754
• Title: AGIR: Assessing 3D Gait Impairment with Reasoning based on LLMs
• Title（参考訳）: AGIR:LLMに基づく推論による3次元歩行障害の評価
• Authors: Diwei Wang, Cédric Bobenrieth, Hyewon Seo,
• Abstract要約: 歩行障害は、神経変性疾患の早期診断、疾患モニタリング、治療評価において重要な役割を果たす。 近年のディープラーニングベースのアプローチは、分類精度を一貫して改善しているが、解釈可能性に欠けることが多い。 本稿では、事前訓練されたVQ-VAEモーショントークンライザと、一対のモーショントークン上で微調整されたLarge Language Model(LLM)からなる新しいパイプラインであるAGIRを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Assessing gait impairment plays an important role in early diagnosis, disease monitoring, and treatment evaluation for neurodegenerative diseases. Despite its widespread use in clinical practice, it is limited by subjectivity and a lack of precision. While recent deep learning-based approaches have consistently improved classification accuracies, they often lack interpretability, hindering their utility in clinical decision-making. To overcome these challenges, we introduce AGIR, a novel pipeline consisting of a pre-trained VQ-VAE motion tokenizer and a subsequent Large Language Model (LLM) fine-tuned over pairs of motion tokens and Chain-of-Thought (CoT) reasonings. To fine-tune an LLM for pathological gait analysis, we first introduce a multimodal dataset by adding rationales dedicated to MDS-UPDRS gait score assessment to an existing PD gait dataset. We then introduce a two-stage supervised fine-tuning (SFT) strategy to enhance the LLM's motion comprehension with pathology-specific knowledge. This strategy includes: 1) a generative stage that aligns gait motions with analytic descriptions through bidirectional motion-description generation, 2) a reasoning stage that integrates logical Chain-of-Thought (CoT) reasoning for impairment assessment with UPDRS gait score. Validation on an existing dataset and comparisons with state-of-the-art methods confirm the robustness and accuracy of our pipeline, demonstrating its ability to assign gait impairment scores from motion input with clinically meaningful rationales.
• Abstract（参考訳）: 歩行障害の評価は神経変性疾患の早期診断、疾患モニタリング、治療評価において重要な役割を担っている。 臨床で広く用いられているにもかかわらず、主観性と精度の欠如によって制限されている。 近年の深層学習に基づくアプローチは、分類精度を一貫して改善しているが、解釈可能性に欠けることが多く、臨床的な意思決定における有用性を妨げている。 これらの課題を克服するために、我々は、事前訓練されたVQ-VAEモーショントークンライザと、その後のLarge Language Model(LLM)と、一連のモーショントークンとChain-of-Thought(CoT)推論を微調整した新しいパイプラインであるAGIRを紹介する。 まず,MDS-UPDRS歩行スコア評価専用の根拠を既存のPD歩行データセットに付加することにより,マルチモーダルデータセットを導入する。 次に2段階の教師付き微調整(SFT)戦略を導入し,病理学的知識によるLCMの動作理解を強化する。 この戦略には以下のものがある。 1) 歩行動作を双方向動作記述生成による解析記述と整合させる生成段階。 2)UPDRS歩行スコアによる障害評価のための論理的連鎖(CoT)推論を統合する推論段階。 既存のデータセットの検証と最先端の手法との比較により、パイプラインの堅牢性と正確性を確認し、臨床的に有意な有理性を持つモーション入力から歩行障害スコアを割り当てる能力を示す。

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