利用大型語言和視覺模型的多模態方法來轉錄糖尿病足潰瘍影像

核心概念

結合先進的視覺和語言模型,如大型語言和視覺助手(LLaVA)和聊天式生成式預訓練變換器(ChatGPT),提出了一種新的深度學習框架,通過聯合檢測、分類和定位感興趣區域來轉錄糖尿病足潰瘍影像。

摘要

本研究提出了一種名為UlcerGPT的新型多模態方法,利用大型語言和視覺模型來轉錄和分析糖尿病足潰瘍(DFU)影像。該方法旨在提高DFU檢測和分類的準確性和效率,從而進一步支持遠程醫療中的臨床醫生。

具體來說,該研究結合了先進的視覺和語言模型,如大型語言和視覺助手(LLaVA)和聊天式生成式預訓練變換器(ChatGPT),提出了一種新的深度學習框架,通過聯合檢測、分類和定位感興趣區域來轉錄DFU影像。

在公開數據集上進行了詳細的實驗,並由專家臨床醫生評估了所提方法的轉錄結果,證明了其在DFU影像轉錄方面的有效性。

實驗結果表明,在臨床準確性、全面性、位置準確性和診斷效用等關鍵指標上,GPT-4o表現最佳,整體平均得分為3.6。Qwen-VL緊隨其後,是表現最好的開源模型,整體得分為3.3。而LLaVA結合的模型則表現較差,整體平均得分分別為2.3、1.6和1.3。這些結果表明,LLaVA的某些版本在準確捕捉DFU描述所需的臨床背景和相關細節方面存在困難。

總的來說,本研究結果表明,大型語言模型在生成臨床相關的DFU描述方面具有潛力,可以為臨床工作提供有價值的輔助工具。通過提供可靠和詳細的DFU影像描述,這些模型可以幫助簡化文檔過程,減輕臨床醫生的工作負擔,並提高電子病歷系統中患者記錄的一致性,從而促進早期檢測和治療的有效分流系統。

统计

糖尿病是一個快速增長的全球健康問題,截至2021年,全球有超過5.37億成年人受到影響。
糖尿病足潰瘍(DFU)是導致住院和下肢截肢的主要原因之一,給患者和醫療系統造成了巨大負擔。
早期干預可以顯著降低下肢截肢的風險。

引用

"通過提供可靠和詳細的DFU影像描述,這些模型可以幫助簡化文檔過程,減輕臨床醫生的工作負擔,並提高電子病歷系統中患者記錄的一致性,從而促進早期檢測和治療的有效分流系統。"
"實驗結果表明,在臨床準確性、全面性、位置準確性和診斷效用等關鍵指標上,GPT-4o表現最佳,整體平均得分為3.6。"

从中提取的关键见解

UlcerGPT: A Multimodal Approach Leveraging Large Language and Vision Models for Diabetic Foot Ulcer Image Transcription

by Reza Basiri,... 在 arxiv.org 10-04-2024

https://arxiv.org/pdf/2410.01989.pdf

更深入的查询

如何進一步優化和定制大型語言模型,以提高在特定醫療領域的性能和可靠性?

為了進一步優化和定制大型語言模型（LLMs），以提高其在特定醫療領域的性能和可靠性，可以採取以下幾個策略：

專業數據集的訓練：利用特定醫療領域的高質量標註數據集進行微調，這樣可以使模型更好地理解和生成與該領域相關的專業術語和情境。例如，在糖尿病足潰瘍（DFU）管理中，使用DFU影像及其臨床描述的數據集進行訓練，可以提高模型在該領域的準確性。

增強學習和強化學習：通過增強學習（Reinforcement Learning）來優化模型的決策過程，特別是在需要進行臨床判斷的情況下。這可以通過模擬臨床場景，讓模型學習如何根據不同的輸入做出最佳的醫療建議。

多模態學習：結合視覺模型和語言模型的優勢，進行多模態學習。這樣的整合可以使模型同時處理影像和文本數據，從而提高對醫療影像的理解和描述能力，像UlcerGPT這樣的系統便是這一理念的具體實現。

持續學習和更新：建立一個持續學習的框架，使模型能夠隨著新數據的出現不斷更新和改進。這對於醫療領域尤為重要，因為醫療知識和最佳實踐不斷演變。

臨床專家參與：在模型開發和評估過程中，積極邀請臨床專家參與，提供專業意見和反饋，確保模型的輸出符合臨床需求和標準。

除了影像轉錄,大型語言模型在糖尿病足潰瘍管理的其他應用場景還有哪些?

大型語言模型在糖尿病足潰瘍（DFU）管理中除了影像轉錄外，還有多種應用場景，包括：

臨床決策支持：LLMs可以分析患者的病歷和症狀，提供基於證據的建議，幫助醫生做出更準確的診斷和治療決策。

患者教育和溝通：通過生成易於理解的健康資訊和指導，LLMs可以幫助患者了解DFU的風險、預防措施和治療選擇，從而提高患者的自我管理能力。

電子病歷（EMR）自動化：LLMs可以自動生成和更新電子病歷中的文本，減少醫生的文書工作，讓他們能夠專注於患者護理。

遠程監測和隨訪：在遠程醫療中，LLMs可以分析患者的日常報告和數據，提供即時反饋和建議，幫助醫生及時調整治療方案。

研究和數據分析：LLMs可以協助研究人員分析大量的醫療數據，識別潛在的趨勢和模式，從而推動DFU管理的科學研究和創新。

大型語言模型在遠程醫療中的應用前景如何,對於提高患者護理質量和效率有何影響?

大型語言模型在遠程醫療中的應用前景非常廣闊，對於提高患者護理質量和效率有以下幾方面的影響：

即時診斷和建議：LLMs能夠快速分析患者的症狀和病歷，提供即時的診斷建議，這對於需要迅速反應的情況（如DFU的惡化）尤為重要。

個性化護理計劃：通過分析患者的具體情況，LLMs可以幫助醫生制定個性化的護理計劃，確保每位患者都能獲得最合適的治療。

提高醫療可及性：LLMs的應用可以減少患者前往醫療機構的需求，特別是在偏遠地區，這樣可以提高醫療服務的可及性，讓更多患者受益。

減少醫療成本：通過自動化文書工作和診斷過程，LLMs可以降低醫療系統的運營成本，從而使資源能夠更有效地分配。

持續監測和支持：在遠程醫療中，LLMs可以持續監測患者的健康狀況，提供即時的支持和建議，幫助患者及時應對潛在的健康問題。

總之，LLMs在遠程醫療中的應用不僅能提高患者護理的質量和效率，還能促進醫療系統的整體運作，為未來的醫療服務模式帶來革命性的變化。