論文の概要: DIGOM: Disentangled Interaction Graphs for Outcome prediction in Multimodal healthcare
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32451v1
- Date: Fri, 23 Oct 2026 10:17:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.492033
- Title: DIGOM: Disentangled Interaction Graphs for Outcome prediction in Multimodal healthcare
- Title(参考訳): DIGOM:マルチモーダル医療におけるアウトカム予測のためのアンタングル相互作用グラフ
- Abstract要約: DIGOMはグラフベースのフレームワークで、3つの相補的な相互作用タイプを共同でモデル化する。
分離されたビューを持つスパース多重グラフを学習し、それぞれが患者間のモダリティのペア間の相互作用を符号化する。
既存のマルチインタラクションアプローチよりも少ないコネクションを使用しながら、5つのタスクで最高のAUROCを実現している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Multimodal healthcare data contain relational information that extends beyond individual patient observations. Effective clinical outcome prediction therefore requires not only integrating information from multiple modalities, but also modeling the relationships between them. Standard fusion approaches do not explicitly capture these interactions, while existing graph-based approaches typically model only a subset of them. We propose DIGOM (Disentangled Interaction Graphs for Outcome prediction in Multimodal healthcare), a graph-based framework that jointly models three complementary interaction types: Intra-patient cross-modal, Cross-patient same-modal, and Cross-patient cross-modal interactions. DIGOM learns a sparse multiplex graph with disentangled views, each encoding interactions between pairs of modalities across patients. Discrete adjacency matrices with patient-adaptive connectivity are sampled via a differentiable mechanism, enabling end-to-end learning and allowing the model to select informative relationships without imposing a fixed number of neighbors. A regularization objective maintains overall graph sparsity, while message passing integrates this relational context into patient representations for outcome prediction. We evaluate DIGOM on two multimodal healthcare datasets, MIMIC-IV and NIH-TB, across five clinical prediction tasks. DIGOM achieves the highest AUROC on all five tasks while using fewer connections than existing multi-interaction approaches. Ablation studies reveal that each interaction type's contribution varies across tasks, highlighting the need to adapt relational structures per task. DIGOM also demonstrates greater robustness to missing modalities, suggesting learned relationships provide complementary information when modalities are unavailable. Post-hoc analyses further reveal task- and outcome-specific connectivity patterns in the learned graphs.
- Abstract(参考訳): マルチモーダル医療データは、個々の患者の観察を超えて広がる関係情報を含んでいる。
したがって、効果的な臨床結果予測には、複数のモダリティからの情報の統合だけでなく、それらの関係をモデル化する必要がある。
標準的な融合アプローチはこれらの相互作用を明示的に捉えないが、既存のグラフベースのアプローチは通常、それらのサブセットのみをモデル化する。
マルチモーダル医療におけるアウトカム予測のためのDIGOM(Disentangled Interaction Graphs for Outcome Prediction in Multimodalcare)を提案する。
DIGOMは、歪んだビューを持つスパース多重グラフを学習し、それぞれが患者間のモダリティのペア間の相互作用を符号化する。
患者適応接続性を持つ離散的隣接行列は、識別可能なメカニズムによってサンプリングされ、エンドツーエンドの学習を可能にし、モデルが一定の数の隣人を含まない情報的関係を選択できる。
正規化目的は全体のグラフ間隔を維持し、メッセージパッシングはこの関係コンテキストを患者表現に統合して結果予測を行う。
本研究は,MIMIC-IVとNIH-TBの2つのマルチモーダル医療データセットにおけるDIGOMを5つの臨床予測課題で評価した。
DIGOMは、既存のマルチインタラクションアプローチよりも少ないコネクションを使用しながら、5つのタスクで最高のAUROCを達成する。
アブレーション研究により、各相互作用型の寄与はタスクによって異なり、タスクごとにリレーショナル構造を適用する必要性が強調される。
DIGOMはまた、欠落したモダリティに対してより堅牢性を示し、学習された関係がモダリティが利用できない場合に相補的な情報を提供することを示唆している。
ポストホック解析により、学習グラフにおけるタスク固有の接続パターンと結果固有の接続パターンがさらに明らかにされる。
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