論文の概要: Do Pathology Foundation Models Encode Disease Progression? A Pseudotime Analysis of Visual Representations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21334v1
- Date: Thu, 29 Jan 2026 06:50:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-30 16:22:49.629242
- Title: Do Pathology Foundation Models Encode Disease Progression? A Pseudotime Analysis of Visual Representations
- Title(参考訳): 病的進行をコードする病理基盤モデル : 視覚表現の擬似解析
- Authors: Pritika Vig, Ren-Chin Wu, William Lotter,
- Abstract要約: 視覚基礎モデルは、独立した静的観測から連続的なプロセスを表現することを暗黙的に学習できることを示します。
このフレームワークは、静的スナップショットを通じて継続的プロセスが観察される他のドメインに適用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Vision foundation models trained on discretely sampled images achieve strong performance on classification benchmarks, yet whether their representations encode the continuous processes underlying their training data remains unclear. This question is especially pertinent in computational pathology, where we posit that models whose latent representations implicitly capture continuous disease progression may better reflect underlying biology, support more robust generalization, and enable quantitative analyses of features associated with disease transitions. Using diffusion pseudotime, a method developed to infer developmental trajectories from single-cell transcriptomics, we probe whether foundation models organize disease states along coherent progression directions in representation space. Across four cancer progressions and six models, we find that all pathology-specific models recover trajectory orderings significantly exceeding null baselines, with vision-only models achieving the highest fidelities $(τ> 0.78$ on CRC-Serrated). Model rankings by trajectory fidelity on reference diseases strongly predict few-shot classification performance on held-out diseases ($ρ= 0.92$), and exploratory analysis shows cell-type composition varies smoothly along inferred trajectories in patterns consistent with known stromal remodeling. Together, these results demonstrate that vision foundation models can implicitly learn to represent continuous processes from independent static observations, and that trajectory fidelity provides a complementary measure of representation quality beyond downstream performance. While demonstrated in pathology, this framework could be applied to other domains where continuous processes are observed through static snapshots.
- Abstract(参考訳): 離散的なサンプル画像に基づいてトレーニングされたビジョン基礎モデルは、分類ベンチマークで強力なパフォーマンスを達成するが、それらの表現がトレーニングデータの基礎となる継続的プロセスを符号化するかどうかは不明だ。
この問題は特に計算病理学において重要であり、連続的な疾患の進行を暗黙的に捉えた潜在表現を持つモデルは、基礎となる生物学をよりよく反映し、より堅牢な一般化をサポートし、疾患遷移に関連する特徴の定量的分析を可能にすると仮定する。
拡散擬似時間を用いて,単細胞転写学から発生軌跡を推定するために開発された手法を用いて,基礎モデルが表現空間におけるコヒーレント進行方向に沿って疾患状態を整理するかどうかを探索する。
4つのがん進行と6つのモデルにおいて、すべての病理特異的モデルがヌルベースラインをはるかに越え、最も高い忠実度(τ> 0.78$ on CRC-Serrated)を達成している。
基準疾患におけるトラジェクトリー忠実度によるモデルランキングは, 保持疾患における少数ショット分類性能(ρ=0.92$)を強く予測し, 探索分析の結果, 細胞型組成は既知のストロームリモデリングと整合したパターンで, 推定軌道に沿って滑らかに変化することが示された。
これらの結果は、視覚基盤モデルが独立な静的観測から連続的なプロセスを表現することを暗黙的に学習できることを示し、軌道の忠実度が下流のパフォーマンス以上の表現品質の相補的な尺度を提供することを示した。
病理学で実証されているが、このフレームワークは静的スナップショットを通して継続的プロセスが観察される他のドメインに適用できる。
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