論文の概要: Multi-Agent Reasoning for Cardiovascular Imaging Phenotype Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.03460v2
- Date: Mon, 08 Sep 2025 09:13:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-09 14:07:03.163076
- Title: Multi-Agent Reasoning for Cardiovascular Imaging Phenotype Analysis
- Title(参考訳): 心血管画像解析のためのマルチエージェント推論
- Authors: Weitong Zhang, Mengyun Qiao, Chengqi Zang, Steven Niederer, Paul M Matthews, Wenjia Bai, Bernhard Kainz,
- Abstract要約: 心のためのマルチエージェント探索シナジー(MESHAgents)について紹介する
私たちは、自発的に洞察を生成し、収束する、AIエージェントの複数の学際的なチームを編成します。
本研究は, 心臓および大動脈の表現型を画像化するための人口ベース研究を通じて, システムの能力を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.774887558530565
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Identifying associations between imaging phenotypes, disease risk factors, and clinical outcomes is essential for understanding disease mechanisms. However, traditional approaches rely on human-driven hypothesis testing and selection of association factors, often overlooking complex, non-linear dependencies among imaging phenotypes and other multi-modal data. To address this, we introduce Multi-agent Exploratory Synergy for the Heart (MESHAgents): a framework that leverages large language models as agents to dynamically elicit, surface, and decide confounders and phenotypes in association studies. Specifically, we orchestrate a multi-disciplinary team of AI agents, which spontaneously generate and converge on insights through iterative, self-organizing reasoning. The framework dynamically synthesizes statistical correlations with multi-expert consensus, providing an automated pipeline for phenome-wide association studies (PheWAS). We demonstrate the system's capabilities through a population-based study of imaging phenotypes of the heart and aorta. MESHAgents autonomously uncovered correlations between imaging phenotypes and a wide range of non-imaging factors, identifying additional confounder variables beyond standard demographic factors. Validation on diagnosis tasks reveals that MESHAgents-discovered phenotypes achieve performance comparable to expert-selected phenotypes, with mean AUC differences as small as $-0.004_{\pm0.010}$ on disease classification tasks. Notably, the recall score improves for 6 out of 9 disease types. Our framework provides clinically relevant imaging phenotypes with transparent reasoning, offering a scalable alternative to expert-driven methods.
- Abstract(参考訳): 画像表現型、疾患危険因子、臨床結果の関連性は、疾患のメカニズムを理解するために不可欠である。
しかしながら、従来のアプローチは人間主導の仮説テストと関連因子の選択に依存しており、しばしば画像表現型やその他のマルチモーダルデータ間の複雑で非線形な依存関係を見落としている。
そこで我々は,Multi-agent Exploratory Synergy for the Heart (MESHAgents)を紹介した。
具体的には、AIエージェントによる複数の学際的なチームを編成し、反復的で自己組織化された推論を通じて自発的に洞察を生成し、収束させる。
このフレームワークはマルチエキスパートのコンセンサスと統計的相関を動的に合成し、現象ワイド・アソシエーション研究(PheWAS)のための自動パイプラインを提供する。
本研究は, 心臓および大動脈の表現型を画像化するための人口ベース研究を通じて, システムの能力を実証する。
MESHAgentsは、画像表現型と幅広い非画像要素の相関を自律的に発見した。
診断タスクのバリデーションにより,MESHAgentsが検出した表現型は専門家選択表現型に匹敵する性能を示し,AUCの差は疾患分類タスクで$-0.004_{\pm0.010である。
特に、リコールスコアは9種類中6種類で改善する。
本フレームワークは, 臨床的に関連性のある画像表現型を透過的推論で提供し, 専門家主導の方法に代わるスケーラブルな代替手段を提供する。
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