論文の概要: METHOD: Modular Efficient Transformer for Health Outcome Discovery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.17054v1
• Date: Fri, 16 May 2025 15:52:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-26 18:08:33.504581
• Title: METHOD: Modular Efficient Transformer for Health Outcome Discovery
• Title（参考訳）: 方法:ヘルスアウトカム発見のためのモジュール効率のよい変圧器
• Authors: Linglong Qian, Zina Ibrahim,
• Abstract要約: 本稿では,電子カルテにおける臨床シーケンスモデリングの課題に対処するために,新しいトランスフォーマーアーキテクチャである Method を紹介する。 1)効率的なバッチ処理を可能にしながら情報漏洩を防止する患者対応アテンション機構,(2)マルチスケールの時間的依存関係をキャプチャする適応型スライディングウィンドウアテンションスキーム,(3)動的スキップ接続を備えたU-Netインスピレーションアーキテクチャ。 MIMIC-IVデータベースにおける評価は、手法が最先端のETHOSモデルより一貫して優れていることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.25112747242081457
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent advances in transformer architectures have revolutionised natural language processing, but their application to healthcare domains presents unique challenges. Patient timelines are characterised by irregular sampling, variable temporal dependencies, and complex contextual relationships that differ substantially from traditional language tasks. This paper introduces \METHOD~(Modular Efficient Transformer for Health Outcome Discovery), a novel transformer architecture specifically designed to address the challenges of clinical sequence modelling in electronic health records. \METHOD~integrates three key innovations: (1) a patient-aware attention mechanism that prevents information leakage whilst enabling efficient batch processing; (2) an adaptive sliding window attention scheme that captures multi-scale temporal dependencies; and (3) a U-Net inspired architecture with dynamic skip connections for effective long sequence processing. Evaluations on the MIMIC-IV database demonstrate that \METHOD~consistently outperforms the state-of-the-art \ETHOS~model, particularly in predicting high-severity cases that require urgent clinical intervention. \METHOD~exhibits stable performance across varying inference lengths, a crucial feature for clinical deployment where patient histories vary significantly in length. Analysis of learned embeddings reveals that \METHOD~better preserves clinical hierarchies and relationships between medical concepts. These results suggest that \METHOD~represents a significant advancement in transformer architectures optimised for healthcare applications, providing more accurate and clinically relevant predictions whilst maintaining computational efficiency.
• Abstract（参考訳）: トランスフォーマーアーキテクチャの最近の進歩は自然言語処理に革命をもたらしたが、医療分野への応用には固有の課題がある。 患者タイムラインは、不規則なサンプリング、変動時間的依存関係、および従来の言語タスクと大きく異なる複雑なコンテキスト関係によって特徴づけられる。 本稿では,電子カルテにおける臨床シーケンスモデリングの課題に対処すべく,新しいトランスフォーマーアーキテクチャである<METHOD~(Modular Efficient Transformer for Health Outcome Discovery)を紹介する。 1)効率的なバッチ処理を可能にしながら情報漏洩を防止する患者対応アテンション機構,(2)マルチスケールの時間的依存関係をキャプチャする適応型スライディングウィンドウアテンションスキーム,(3)動的スキップ接続を備えたU-Netインスピレーションアーキテクチャ。 MIMIC-IVデータベースによる評価では,特に緊急臨床介入を要する高重度症例の予測において,「METHOD〜Consistent」は最先端の「ETHOS〜モデル」よりも優れていた。 患者履歴が有意に異なる臨床展開における重要な特徴である,様々な推論長の安定なパフォーマンスを阻害する。 学習した埋め込みの分析から, 臨床階層と医療概念の関係性は<METHOD~better>で保たれることが明らかとなった。 これらの結果から, 医療応用に最適化されたトランスフォーマーアーキテクチャの大幅な進歩が示唆され, 計算効率を維持しつつ, より正確かつ臨床的に関連性のある予測が可能となった。

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