BLUEmed: Retrieval-Augmented Multi-Agent Debate for Clinical Error Detection

arXiv cs.CL / 4/14/2026

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Key Points

  • BLUEmedは、臨床ノート内で“文法的に正しいが臨床的に誤りの用語”に置換されるタイプの用語置換エラー検出を対象としたマルチエージェント・ディベート型フレームワークである。
  • 各ノートを複数のサブクエリに分解し、密/疎/オンライン検索を組み合わせたハイブリッドRAGでソース分割された根拠を取得し、異なる知識ベースを持つ2つの専門エージェントが独立に分析する。
  • 両専門エージェントの意見が食い違う場合は、反論ラウンドとクロスソースでの裁定プロセスにより対立を解消し、その後に安全層で典型的な誤検知パターンをフィルタする。
  • ベンチマーク評価では、few-shotプロンプトで精度69.13%、ROC-AUC74.45%、PR-AUC72.44%を達成し、単一エージェントRAGやディベートのみのベースラインを上回った。
  • 背景モデル6種と2種類のプロンプト戦略にわたる追加分析から、検索拡張と構造化ディベートが相補的であり、特に十分な指示追従性と臨床言語理解を持つモデルで効果が大きいことが示された。

Abstract

Terminology substitution errors in clinical notes, where one medical term is replaced by a linguistically valid but clinically different term, pose a persistent challenge for automated error detection in healthcare. We introduce BLUEmed, a multi-agent debate framework augmented with hybrid Retrieval-Augmented Generation (RAG) that combines evidence-grounded reasoning with multi-perspective verification for clinical error detection. BLUEmed decomposes each clinical note into focused sub-queries, retrieves source-partitioned evidence through dense, sparse, and online retrieval, and assigns two domain expert agents distinct knowledge bases to produce independent analyses; when the experts disagree, a structured counter-argumentation round and cross-source adjudication resolve the conflict, followed by a cascading safety layer that filters common false-positive patterns. We evaluate BLUEmed on a clinical terminology substitution detection benchmark under both zero-shot and few-shot prompting with multiple backbone models spanning proprietary and open-source families. Experimental results show that BLUEmed achieves the best accuracy (69.13%), ROC-AUC (74.45%), and PR-AUC (72.44%) under few-shot prompting, outperforming both single-agent RAG and debate-only baselines. Further analyses across six backbone models and two prompting strategies confirm that retrieval augmentation and structured debate are complementary, and that the framework benefits most from models with sufficient instruction-following and clinical language understanding.