論文の概要: Dementia Etiology Diagnosis via Collaborative Meta Knowledge Enhancement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.22770v1
- Date: Fri, 24 Jul 2026 04:26:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-28 22:34:14.872446
- Title: Dementia Etiology Diagnosis via Collaborative Meta Knowledge Enhancement
- Title(参考訳): 協調的メタ知識向上による認知症の病因診断
- Authors: Siyuan Du, Mengxi Chen, Xinyang Jiang, Zilong Wang, Jiangchao Yao, Dongsheng Li, Ya Zhang, Lili Qiu, Yanfeng Wang,
- Abstract要約: 認知症発症診断のための協調的メタ知識向上(COME)フレームワークを提案する。
COMEは、マルチセンタ取得セマンティクス、ソース識別子、モダリティインジケータを異種性を認識した埋め込みとして、スケールアップトレーニングのためにTransformerアーキテクチャに注入する。
本手法は,平均マクロ平均AUCが85.62%,最強ベースラインが4.29ポイント向上し,最先端のドメイン性能を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 81.27196033392559
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Although artificial intelligence (AI) has shown promising performance in several medical tasks, accurate dementia etiology diagnosis with AI remains challenging due to complex overlapping symptoms among diseases. Scaling up the dataset size by combining the cross-center samples may bring a gain in the pursuit of performance, while the inherent data heterogeneity across centers or populations induces the conflict. Conventional multi-task learning paradigms offer a promising framework; however, they fail to consider critical meta information (e.g., site-specific acquisition and modality availability) to combat the heterogeneity. To address this challenge, we propose a Collaborative Meta Knowledge Enhancement (COME) framework for dementia etiology diagnosis, which injects multi-center acquisition semantics, source identifiers, and modality indicators as heterogeneity-aware embeddings into a unified Transformer architecture for scale-up training, enabling explicit modeling of heterogeneity. Besides, a trust-region constrained optimization scheme is designed to regularize the model from spurious correlations during training through a reference model. Across seven independent cohorts, our method achieves state-of-the-art in-domain performance with a mean macro-averaged AUC of 85.62% and a 4.29-point gain over the strongest baseline, while maintaining superior out-of-domain generalization under both cross-center and cross-sequence evaluations. Extensive validation also confirms the alignment between model predictions and established biomarkers (amyloid, tau) and clinical severity, highlighting the potential of COME to enable robust and interpretable dementia diagnostics in real-world settings.
- Abstract(参考訳): 人工知能(AI)はいくつかの医療課題において有望な性能を示したが、複雑な重複症状のため、AIによる正確な認知症の病因診断は依然として困難である。
データセンターのサンプルを組み合わせることでデータセットのサイズを拡大することは、パフォーマンスの追求に利益をもたらす可能性がある。
従来のマルチタスク学習パラダイムは、有望なフレームワークを提供するが、不均一性に対抗するために重要なメタ情報(例えば、サイト固有の取得とモダリティの可利用性)を考慮できない。
この課題に対処するために,認知症診断のための協調的メタ知識向上(COME)フレームワークを提案する。このフレームワークは多施設間獲得セマンティクス,ソース識別子,モダリティインジケータを異種性を認識した統合トランスフォーマーアーキテクチャに埋め込み,異種性の明示的なモデリングを可能にする。
さらに、信頼領域制約付き最適化スキームは、基準モデルを通してトレーニング中の刺激的な相関からモデルを規則化するように設計されている。
7つの独立したコホートに対して,平均的マクロ平均AUCが85.62%,最強ベースラインが4.29ポイント向上し,クロスセンターおよびクロスシーケンス評価においてドメイン外一般化の優位性を維持しつつ,最先端のドメイン内性能を実現する。
大規模な検証はまた、モデル予測と確立されたバイオマーカー(アミロイド、タウ)と臨床重症度との整合性を確認し、COMEが現実の環境で堅牢で解釈可能な認知症診断を可能にする可能性を強調している。
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