論文の概要: Embracing Aleatoric Uncertainty in Medical Multimodal Learning with Missing Modalities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21950v1
- Date: Thu, 29 Jan 2026 16:31:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-30 16:22:49.995648
- Title: Embracing Aleatoric Uncertainty in Medical Multimodal Learning with Missing Modalities
- Title(参考訳): 医療用マルチモーダル学習における失語率の不確かさ
- Authors: Linxiao Gong, Yang Liu, Lianlong Sun, Yulai Bi, Jing Liu, Xiaoguang Zhu,
- Abstract要約: 本稿では,不確かさに対処するために,非定型的不確実性を明確に定量化するAUM(Aleatoric Uncertainity Modeling)を提案する。
本フレームワークは,MIMIC-IV死亡予測におけるAUC-ROCの2.26%,eICUでは2.17%向上した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.064442992807264
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Medical multimodal learning faces significant challenges with missing modalities prevalent in clinical practice. Existing approaches assume equal contribution of modality and random missing patterns, neglecting inherent uncertainty in medical data acquisition. In this regard, we propose the Aleatoric Uncertainty Modeling (AUM) that explicitly quantifies unimodal aleatoric uncertainty to address missing modalities. Specifically, AUM models each unimodal representation as a multivariate Gaussian distribution to capture aleatoric uncertainty and enable principled modality reliability quantification. To adaptively aggregate captured information, we develop a dynamic message-passing mechanism within a bipartite patient-modality graph using uncertainty-aware aggregation mechanism. Through this process, missing modalities are naturally accommodated, while more reliable information from available modalities is dynamically emphasized to guide representation generation. Our AUM framework achieves an improvement of 2.26% AUC-ROC on MIMIC-IV mortality prediction and 2.17% gain on eICU, outperforming existing state-of-the-art approaches.
- Abstract(参考訳): 医学的マルチモーダル学習は、臨床実践で発生するモダリティの欠如によって重大な課題に直面している。
既存のアプローチは、医療データ取得において固有の不確実性を無視して、モダリティとランダムな欠落パターンの等価な寄与を前提としている。
そこで本研究では,不確かさに対処するために,非定常不確かさを明示的に定量化する AUM (Aleatoric Uncertainity Modeling) を提案する。
具体的には、AUMは各ユニモーダル表現を多変量ガウス分布としてモデル化し、アレターの不確実性を捉え、原理化されたモダリティ信頼性の定量化を可能にする。
得られた情報を適応的に集約するために,不確実性を認識したアグリゲーション機構を用いて,バイパーティイト型患者モダリティグラフ内の動的メッセージパッシング機構を開発する。
このプロセスを通じて、欠落したモダリティは自然に許容され、利用可能なモダリティからのより信頼性の高い情報は、表現生成のガイドとして動的に強調される。
我々のAUMフレームワークは、MIMIC-IV死亡予測におけるAUC-ROCの2.26%の改善と、eICUにおける2.17%のアップを実現し、既存の最先端アプローチよりも優れています。
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