論文の概要: M$^2$PFN: End-to-End Disentangled Alignment for Generalizable Multimodal In-Context Learning in Alzheimer's Disease
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.28836v1
- Date: Wed, 23 Sep 2026 23:05:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-25 21:10:09.598174
- Title: M$^2$PFN: End-to-End Disentangled Alignment for Generalizable Multimodal In-Context Learning in Alzheimer's Disease
- Title(参考訳): M$^2$PFN: アルツハイマー病における一般化可能な多モードインコンテキスト学習のための終端対角アライメント
- Abstract要約: テキスト内学習は優れた一般化性能を示した。
M$2$PFNは、TabPFNをマルチモーダルAD予測器に変換するエンドツーエンドフレームワークである。
M$2$PFNは$65.55%$ macro-F1と$82.21%$ macro-AUCを達成し、総じてUnimodalとMultimodalのベースラインを超えた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.863405237491179
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: While various multimodal methods combining imaging and tabular data for Alzheimer's disease (AD) diagnosis were proposed, they are often limited in generalization across cohorts. In-context learning (ICL) has demonstrated excellent generalization performances and high flexibility in foundational tabular models such as TabPFN. To extend TabPFN's ICL to multimodal AD analysis, the main obstacle is that TabPFN is meta-trained on synthetic tabular priors that do not naturally match the statistical structure of image-derived features. We propose M$^2$PFN, an end-to-end framework that turns this tabular foundation model into a multimodal AD predictor. M$^2$PFN (i) performs differentiable inference through TabPFN's transformer, back-propagating task gradients into 3D-MRI and tabular encoders; (ii) aligns the two modalities into a shared subspace, via disentanglement and a contrastive objective, matched to the ICL engine's prior; and (iii) folds in a frozen tabular-only prediction through a learnable gated shortcut. Because the ICL engine stays frozen, its in-context mechanism is preserved for test-time generalization, while end-to-end training shapes the encoders into features it can exploit. On ADNI ($n=2240$, three-class CN/MCI/AD), M$^2$PFN attains $65.55\%$ macro-F1 and $82.21\%$ macro-AUC, surpassing a comprehensive set of unimodal and multimodal baselines. By swapping only the head for a TabPFN regressor, the same architecture regresses baseline MMSE on a $1250$-subject sub-cohort to test MAE $1.743$, outperforming every multimodal baseline. On two external cohorts (OASIS-3 and SCAN) with no retraining, M$^2$PFN achieves the best AUC and the lowest MMSE MAE across all baselines, and transfers even when the cognitive instrument changes.
- Abstract(参考訳): アルツハイマー病(AD)の診断に画像と表層データを組み合わせた多モード法が提案されているが、コホート全体にわたって一般化に制限されることが多い。
In-context Learning (ICL) は、TabPFNのような基本的な表形式モデルにおいて、優れた一般化性能と高い柔軟性を示した。
TabPFNのICLをマルチモーダルAD解析に拡張するためには、TabPFNは画像由来の特徴の統計的構造に自然にマッチしない合成表形式でメタトレーニングされている。
M$^2$PFNは、この表形式の基礎モデルをマルチモーダルAD予測器に変換するエンドツーエンドフレームワークである。
M$^2$PFN
i) TabPFN の変換器,3D-MRI および表型エンコーダへのバックプロパゲーションタスク勾配による微分可能な推論を行う。
2) 2つのモダリティを共用部分空間に整列し、ICLエンジンの先行と一致した歪曲と対照的な目的により整列する。
(iii)学習可能なゲートショートカットを通じて、凍結した表形式のみの予測で折り畳まれる。
ICLエンジンは凍結状態にあるため、そのコンテキスト内メカニズムはテスト時の一般化のために保持され、エンドツーエンドのトレーニングはエンコーダを利用可能な機能に形作る。
ADNI$2240$, three-class CN/MCI/ADでは、M$^2$PFNは65.55\%$ macro-F1 と 82.21\%$ macro-AUC を獲得し、一様および多様基線の包括的集合を超えた。
ヘッドのみをTabPFNレグレシタに交換することで、同じアーキテクチャはベースラインMMSEを1250ドルのサブコホートで処理し、MAEを1.743ドルでテストし、全てのマルチモーダルベースラインを上回った。
再トレーニングのない2つの外部コホート(OASIS-3とSCAN)では、M$^2$PFNは全てのベースラインで最高のAUCと最低のMMSE MAEを達成し、認知機器が変化しても転送する。
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