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论文提案:将可解释性与不确定性估计集成于医学AI

人工智能 2025-09-24 v1

摘要

不确定性是医学实践中的根本性挑战,但当前医学AI系统未能以符合临床推理方式对不确定性进行显式量化或有效沟通。现有可解释AI(XAI)工作侧重于解释模型预测,却未能捕捉这些预测的置信度或可靠性;相反,不确定性估计(UE)技术提供置信度度量,却缺乏直观的解释。这种两者之间的断裂限制了AI在医疗领域的应用。为填补这一差距,本文提出可解释不确定性估计(XUE),以整合可解释性与不确定性量化,旨在提升医学AI的信任度与可用性。我们系统性地将医学不确定性映射到AI不确定性概念,识别实施XUE的关键挑战。我们概述了推进XUE的技术方向,包括多模态不确定性量化、模型无关的可视化技术,以及不确定性感知的决策支持系统。最后,我们提出确保有效实现XUE的指导原则。我们的分析凸显了AI系统不仅需生成可靠预测,还需以临床可理解的方式表达置信度水平的必要性。这一工作通过搭建可解释性与不确定性之间的桥梁,为开发可信赖的医学AI铺平道路,为符合实际临床复杂性的AI系统提供了可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18132,
  title  = {Position Paper: Integrating Explainability and Uncertainty Estimation in Medical AI},
  author = {Xiuyi Fan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18132},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted at the International Joint Conference on Neural Networks, IJCNN 2025