论文

GraphDx:面向序贯诊断的成本感知知识增强多智能体框架

GraphDx: A Cost-Aware Knowledge-Enhanced Multi-Agent Framework for Sequential Diagnosis

智能体系统Agent 规划

摘要

序贯诊断要求通过迭代式信息收集,在诊断准确率与资源成本之间取得平衡。现有大语言模型(LLM)方法存在关键的知识—推理鸿沟:尽管编码了大量医学知识,却难以在成本约束下系统性地推理,往往诉诸过度检查。我们提出GraphDx,一个具有两项核心创新的知识增强框架。第一,我们设计了一条自动化流水线,利用LLM构建具有量化典型性、以动作为中心的拓扑结构、以及兼顾诊断相关性与成本敏感性双目标属性的医学诊断知识图谱(MDKG)。第二,我们引入三个协作智能体(感知、推理与决策):感知与决策智能体负责语言理解与生成,推理智能体则在MDKG上执行确定性的证据打分与成本感知规划。在MedQA与MIMIC-IV上、跨三个LLM底座(DeepSeek-V3、Kimi-k2、Llama-3.3)的实验显示,GraphDx将诊断成功率从50–68%提升到79–93%,同时把检查成本降低20–54%,为自动化临床诊断提供了稳健、经济且可解释的方案。

GraphDx:面向序贯诊断的成本感知知识增强多智能体框架:论文配图
图 1:GraphDx 框架概述。左:自动化 MDKG 构建管道(算法 1),利用并行提取和混合对齐来构建图表。右图:图形增强诊断代理(算法 2),采用观察提取、图形基础、证据评分和基于效用的行动规划的知识增强循环。