論文の概要: Uncertainty Estimation in Pathology Foundation Models via Deep Mutual Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.30020v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 09:24:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:16.162385
- Title: Uncertainty Estimation in Pathology Foundation Models via Deep Mutual Learning
- Title(参考訳): 深層相互学習による病理基礎モデルの不確かさ推定
- Abstract要約: 病理基盤モデル(PFM)は、全スライディング画像(WSI)解析のための一般化可能な表現を提供する。
医療現場での信頼を著しく損なうような作業において、PFMは普遍的に最善を尽くすものはない。
我々は、$K$フリーズPFMをアンサンブルするプラグイン・アンド・プレイフレームワークである$mathtDICE$を提案し、不確実性推定のプロキシとしてそれらの不一致をモデル化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 31.632913478516993
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Pathology foundation models (PFMs) offer generalizable representations for whole-slide image (WSI) analysis, yet their clinical adoption remains limited. Specifically, their predictions lack reliable confidence estimates, and no single PFM is universally best across tasks, which severely undermines trust in medical settings. To overcome this, we propose $\mathtt{DICE}$, a plug-and-play framework that ensembles $K$ frozen PFMs and models their disagreement as a proxy for uncertainty estimation. To ensure this proxy yields meaningful estimates, we align the ensemble members via deep mutual learning, and theoretically show that this objective upper-bounds the model uncertainty. Additionally, we demonstrate that the ensemble's consensus localizes abnormalities at the patch level without any explicit supervision. We evaluate $\mathtt{DICE}$ on three challenging WSI benchmarks. Notably, our framework provides reliable uncertainty estimates that accurately flag failure-prone cases under in- and out-of-distribution settings, while matching or outperforming SOTA baselines in classification, calibration, and localization. Overall, $\mathtt{DICE}$ takes a crucial step toward translating PFMs into uncertainty-aware decision-support systems.
- Abstract(参考訳): 病理基盤モデル (PFM) は, 全身スライディング画像 (WSI) 解析のための一般化可能な表現を提供するが, 臨床応用は限られている。
具体的には、彼らの予測には信頼性の高い信頼度が欠如しており、医療環境への信頼を著しく損なうようなタスク全体では、単一のPFMが最善を尽くすことはない。
これを解決するために、$K$フリーズPFMをアンサンブルするプラグイン・アンド・プレイ・フレームワークである$\mathtt{DICE}$を提案し、不確実性推定のプロキシとしてそれらの不一致をモデル化する。
このプロキシが有意義な推定値を得るのを確実にするために、深い相互学習を通してアンサンブルメンバーを整列させ、理論的には、この目的がモデルの不確かさを上向きにすることを示す。
さらに、アンサンブルのコンセンサスは、明示的な監督なしにパッチレベルで異常を局所化することを示した。
3つのWSIベンチマークで$\mathtt{DICE}$を評価した。
特に,本フレームワークは,分類,キャリブレーション,ローカライゼーションにおいてSOTAベースラインの整合性や性能の向上を図りつつ,障害発生事例を正確にフラグ付けする信頼性の高い不確実性評価を提供する。
全体として、$\mathtt{DICE}$は、PFMを不確実性を認識した意思決定支援システムに変換するための重要な一歩を踏み出した。
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