論文の概要: Causal-Adversarial Probing of Clinical Covariates for Prostate MRI Grading
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14720v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 08:36:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.044955
- Title: Causal-Adversarial Probing of Clinical Covariates for Prostate MRI Grading
- Title(参考訳): 前立腺MRI像における臨床異変の因果解析
- Authors: Yipei Wang, Shiqi Huang, Wen Yan, Weixi Yi, Dean C. Barratt, Mark Emberton, Daniel C. Alexander, Veeru Kasivisvanathan, Yipeng Hu,
- Abstract要約: 前立腺癌評価のための深層学習モデルは、有用な疾患信号や非一般的なショートカット情報を反映した臨床変数を符号化することができる。
我々はMRI国際尿路病理学会(ISUP)グレードグループ予測における共変量依存性の探索のための因果推論フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.472500593176928
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Deep learning models for prostate MRI-based cancer grading may encode clinical covariates that either reflect useful disease-related signal or non-generalising shortcut information, but their role is usually assumed. We propose a causal-reasoning framework for probing covariate dependence in MRI-based International Society of Urological Pathology (ISUP) Grade Group prediction. Rather than treating mpMRI as a direct cause of grade, we model MRI appearance and ISUP grade as observations of latent tumour pathology, and test whether candidate clinical variables act as nuisance correlates, disease-related proxies, or irrelevant covariates in the learned representation. We implement this using an adversarial framework that suppresses the decodability of individual clinical covariate at a time while preserving MRI-based grade prediction. The approach is developed and evaluated on 2,903 prostate MRI examinations, with external validation on 576 patients. We report a set of interesting and previously under-explored imaging-to-clinical-variable interactions in the context of deep learning generalisation. For examples, in binary ISUP Grade Group $\geq2$ classification, suppressing age, BMI, and alcohol use improved AUC by 1.23%, 0.84%, and 1.42%, respectively (all p < 0.05), suggesting reduced non-generalising covariate information; In contrast, suppressing PSA and prostate volume degraded AUC by 1.91% and 7.61% (all p < 0.001), indicating that these variables carried task-relevant signal. These findings show that adversarial covariate suppression can provide a practical representation-level analysis for distinguishing potentially harmful dependence from informative signal in prostate MRI grading models.
- Abstract(参考訳): 前立腺MRIに基づくがんグレーディングのための深層学習モデルは、有用な疾患関連信号や非一般のショートカット情報を反映する臨床共変体をコード化することができるが、その役割は通常想定されている。
我々はMRIに基づく国際尿路病理学会(ISUP)グレードグループ予測における共変量依存性の探索のための因果推論フレームワークを提案する。
mpMRIを診断の直接的な原因として扱うのではなく、MRIの出現とISUPグレードを潜在腫瘍病理の観察としてモデル化し、候補臨床変数が学習表現におけるニュアンス相関、疾患関連プロキシ、関係のない共変体として振る舞うかどうかを検証した。
我々は,MRIによる評価を保ちながら,個々の臨床共変体の陰影性を抑制する逆向きの枠組みを用いてこれを実装した。
前立腺MRI検査2,903例を対象とし,576例について外的検証を行った。
深層学習の一般化の文脈において, 興味深く, 未探索のイメージからクリニカル・可変な相互作用の集合を報告した。
例えば、バイナリISUPグレードグループ$\geq2$分類では、年齢、BMI、アルコール使用がそれぞれ1.23%、0.84%、1.42%改善し(全てp < 0.05)、非一般の共変量情報の減少が示唆された。
以上の結果から,前立腺MRIグレーディングモデルにおいて,逆行性共変量抑制は,情報伝達信号からの潜在的有害な依存を識別するための実用的な表現レベル解析に有効であることが示唆された。
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