画像と症状の不一致を考慮したマルチモーダル枠組みとマルチエージェントによる臨床推論

arXiv cs.LG / 2026/4/21

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要点

論文は、画像で観察される構造的損傷と患者が報告する痛みとの間に生じる不一致（ディスコンコーダンス）という、膝関節症（変形性膝関節症）の臨床課題に対処する内容である。
提案手法は、2つの進行アウトカム（関節裂隙の損失が進行するか、痛みのみが進行するか）を予測し、不一致を明示的に扱うマルチモーダル・フレームワークである。
それぞれのモダリティに対応した3つのエキスパート（CatBoostの表形式モデル、ResNet18で抽出したMRI埋め込み、同じResNet18で抽出したX線埋め込み）を用い、その予測をスタッキングアンサンブルで統合する。
残差に基づくモデルで構造特徴から期待される痛みを推定し、観測された症状と期待値の差から「痛み—構造不一致スコア」を算出したうえで、ツールに基づくマルチエージェント推論により解釈可能なOA表現型を割り当て、表現型別のマネジメント推奨を生成する。