論文の概要: Beyond Traditional Diagnostics: Transforming Patient-Side Information into Predictive Insights with Knowledge Graphs and Prototypes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08261v1
- Date: Tue, 09 Dec 2025 05:37:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.822019
- Title: Beyond Traditional Diagnostics: Transforming Patient-Side Information into Predictive Insights with Knowledge Graphs and Prototypes
- Title(参考訳): 従来の診断を超えて:知識グラフとプロトタイプを用いた患者側情報を予測指標に変換する
- Authors: Yibowen Zhao, Yinan Zhang, Zhixiang Su, Lizhen Cui, Chunyan Miao,
- Abstract要約: 本稿では,病気を予測するための知識グラフ,プロトタイプ認識,解釈可能なフレームワークを提案する。
構造化された信頼された医療知識を統合された疾患知識グラフに統合し、臨床的に意味のある疾患のプロトタイプを構築し、予測精度を高めるために対照的な学習を利用する。
臨床的に有効な説明を提供し、患者の物語と密接に一致し、患者中心のヘルスケアデリバリーの実践的価値を強調している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 55.310195121276074
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Predicting diseases solely from patient-side information, such as demographics and self-reported symptoms, has attracted significant research attention due to its potential to enhance patient awareness, facilitate early healthcare engagement, and improve healthcare system efficiency. However, existing approaches encounter critical challenges, including imbalanced disease distributions and a lack of interpretability, resulting in biased or unreliable predictions. To address these issues, we propose the Knowledge graph-enhanced, Prototype-aware, and Interpretable (KPI) framework. KPI systematically integrates structured and trusted medical knowledge into a unified disease knowledge graph, constructs clinically meaningful disease prototypes, and employs contrastive learning to enhance predictive accuracy, which is particularly important for long-tailed diseases. Additionally, KPI utilizes large language models (LLMs) to generate patient-specific, medically relevant explanations, thereby improving interpretability and reliability. Extensive experiments on real-world datasets demonstrate that KPI outperforms state-of-the-art methods in predictive accuracy and provides clinically valid explanations that closely align with patient narratives, highlighting its practical value for patient-centered healthcare delivery.
- Abstract(参考訳): 人口統計や自己申告症状などの患者側の情報からのみ病気を予測することは、患者の意識を高め、早期の医療従事を促進し、医療システムの効率を向上する可能性から、大きな研究の注目を集めている。
しかし、既存のアプローチは、不均衡な病気の分布や解釈可能性の欠如など、重大な課題に直面し、バイアスや信頼性の低い予測をもたらす。
これらの問題に対処するため,我々はKPI(Knowledge graph-enhanced, Prototype-aware, and Interpretable)フレームワークを提案する。
KPIは、構造化された信頼された医療知識を統一された疾患知識グラフに体系的に統合し、臨床的に意味のある疾患のプロトタイプを構築し、予測精度を高めるために対照的な学習を利用する。
さらに、KPIは大きな言語モデル(LLM)を使用して患者固有の医学的な説明を生成し、解釈可能性と信頼性を向上させる。
実世界のデータセットに関する大規模な実験により、KPIは最先端の手法を予測精度で上回り、患者の物語と密接に一致した臨床的に有効な説明を提供し、患者中心のヘルスケアデリバリーの実践的価値を強調している。
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