論文の概要: Cost-optimal Sequential Testing via Doubly Robust Q-learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11165v2
• Date: Wed, 15 Apr 2026 01:51:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 13:09:57.435394
• Title: Cost-optimal Sequential Testing via Doubly Robust Q-learning
• Title（参考訳）: 二重ロバストQ-ラーニングによるコスト最適シーケンステスト
• Authors: Doudou Zhou, Yiran Zhang, Dian Jin, Yingye Zheng, Lu Tian, Tianxi Cai,
• Abstract要約: 本研究では, 費用対最適順序決定政策の学習問題について, 振り返りデータから検討する。 最適ポリシーを推定するための2つの頑健なQ-ラーニングフレームワークを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.865867651025717
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Clinical decision-making often involves selecting tests that are costly, invasive, or time-consuming, motivating individualized, sequential strategies for what to measure and when to stop ascertaining. We study the problem of learning cost-optimal sequential decision policies from retrospective data, where test availability depends on prior results, inducing informative missingness. Under a sequential missing-at-random mechanism, we develop a doubly robust Q-learning framework for estimating optimal policies. The method introduces path-specific inverse probability weights that account for heterogeneous test trajectories and satisfy a normalization property conditional on the observed history. By combining these weights with auxiliary contrast models, we construct orthogonal pseudo-outcomes that enable unbiased policy learning when either the acquisition model or the contrast model is correctly specified. We establish oracle inequalities for the stage-wise contrast estimators, along with convergence rates, regret bounds, and misclassification rates for the learned policy. Simulations demonstrate improved cost-adjusted performance over weighted and complete-case baselines, and an application to a prostate cancer cohort study illustrates how the method reduces testing cost without compromising predictive accuracy.
• Abstract（参考訳）: 臨床的な意思決定には、コスト、侵襲的、あるいは時間を要するテストを選択することがあり、何を測定するか、いつ確認を止めるかの個別化、シーケンシャルな戦略を動機付けている。 本研究では,テストの可利用性が先行結果に依存するレトロスペクティブデータから,コスト最適シーケンシャルな意思決定ポリシーを学習する際の問題点を考察し,情報不足を誘発する。 逐次欠落のメカニズムの下で、最適なポリシーを推定する2つの頑健なQ-ラーニングフレームワークを開発する。 本手法では,不均一な試験軌道を考慮した経路固有逆確率重みを導入し,観測履歴に基づく正規化特性を満たす。 これらの重みを補助コントラストモデルと組み合わせることで、取得モデルまたはコントラストモデルが正しく指定された場合に、不偏のポリシー学習を可能にする直交的擬似アウトカムを構築する。 我々は,段階的コントラスト推定器に対して,収束率,後悔境界,学習方針の誤分類率とともに,オラクルの不等式を確立する。 前立腺癌コホート研究への応用は、予測精度を損なうことなく、テストコストを削減する方法を示している。

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