論文の概要: From Visual Attribution to Clinical Reasoning: Explainable Parkinson's Disease Screening from Hand-Drawn Patterns
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.14441v1
- Date: Sun, 13 Sep 2026 11:34:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 07:15:05.815142
- Title: From Visual Attribution to Clinical Reasoning: Explainable Parkinson's Disease Screening from Hand-Drawn Patterns
- Title(参考訳): 視覚属性から臨床推論へ:手描きパターンによる説明可能なパーキンソン病スクリーニング
- Abstract要約: パーキンソン病(PD)は、制御された手描きパターンに早期の神経運動機能障害を呈する。
オフライン手書きパターンからPDスクリーニングを行うための説明可能な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): 11.953507180504802
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Parkinson's disease (PD) manifests early neuromotor impairments that become observable in controlled hand-drawn patterns such as spirals and meanders, where tremor-induced oscillations, stroke irregularity, and curvature instability reflect underlying motor degradation. In this work, we present an explainable framework for PD screening from offline hand-drawn patterns that integrates discriminative visual modeling with clinically grounded reasoning. The predictive model captures distributed structural distortions and fine-grained texture variations. It is evaluated under subject-disjoint protocols to ensure reliable generalization. To move beyond black-box classification, we introduce a multi-stage explainability pipeline that combines visual attribution with structured symptom abstraction. Salient regions are identified using attention- and gradient-based localization, followed by extraction of clinically meaningful motor descriptors quantifying contour roughness, curvature irregularity, stroke variability, and tremor-frequency energy. These descriptors are subsequently translated into coherent clinical rationales through a language-based reasoning module, linking model evidence to established PD symptomatology. By bridging visual attribution and clinical interpretation, the proposed framework advances interpretable document intelligence for neurological screening using hand-drawn patterns. Experimental results on publicly available Parkinson's disease handwriting datasets demonstrate competitive predictive performance and clinically consistent explanations.
- Abstract(参考訳): パーキンソン病(PD)は、震動による振動、脳卒中不規則、および曲率不安定が下層の運動低下を反映する、スパイラルやメアンダーなどの手描きパターンで観察可能な早期神経運動機能障害を呈する。
そこで本研究では,識別的視覚モデルと臨床的根拠に基づく推論を統合した,オフライン手描きパターンからのPDスクリーニングのための説明可能なフレームワークを提案する。
予測モデルは、分散構造歪みときめ細かいテクスチャ変化をキャプチャする。
信頼性の高い一般化を保証するために、主観的分離プロトコルで評価される。
ブラックボックス分類を超えて、視覚的属性と構造的症状抽象化を組み合わせた多段階説明可能性パイプラインを導入する。
注意・勾配に基づく局所化と、輪郭粗さ、曲率不規則性、脳卒中変動性、震度周波数エネルギーを定量化する臨床的に有意な運動ディスクリプターの抽出により、有意な領域を同定した。
これらの記述子はその後、言語ベースの推論モジュールを通じてコヒーレントな臨床論理に翻訳され、モデル証拠と確立されたPD症状とをリンクする。
視覚的属性と臨床解釈をブリッジすることにより、手書きパターンを用いた神経学的スクリーニングのための解釈可能な文書インテリジェンスを進化させる。
一般に公開されているパーキンソン病手書きデータセットの実験結果は、競争力のある予測性能と臨床的に一貫した説明を示す。
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