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“医帧析问”:用于临床推理的多图像医学视觉问答基准》是一篇聚焦于医学视觉问答的前沿研究论文。该研究提出了一种全新的医学视觉问答数据集——“医帧析问”,旨在填补当前医学AI领域在多图像推理能力评估方面的空白。随着人工智能技术在医疗领域的广泛应用,尤其是多模态大语言模型的发展,对复杂医学图像进行准确理解和推理的能力变得愈发重要。

背景与研究动机

传统的医学医学视觉问答基准测试大多集中于单图像分析,这些数据集主要关注放射学或病理学中的单一图像问题。然而,在实际临床诊断过程中,医生通常需要对比一系列相关图像才能做出准确判断。因此,现有数据集难以真实反映现实世界的医学推理需求。

为了解决这一问题,作者团队提出了“医帧析问”——首个专注于多图像医学视觉问答任务的基准测试平台。该数据集不仅要求模型能够处理多个图像输入,还强调了跨图像的综合推理能力,更贴近真实临床诊断流程。

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数据集构建方法

“医帧析问”的数据来源广泛,主要来自于YouTube上的医学教育视频资源。这些视频内容涵盖多种影像模态(如MRICTX光、超声波等)以及涉及不同人体系统和器官的常见疾病。通过自动化流程,研究人员从3420个医学视频中提取出111,942帧关键图像,并经过严格筛选后保留了9237张高质量图像,最终生成了2851个多图像视觉问答配对问题。

每个问题由25张连续帧组成,且所有图像都围绕一个共同的临床主题展开。问题设计不仅包含基本的识别任务,还涵盖了需要高级推理能力的诊断性问题。此外,每道题目都附有详细推理链,明确展示答案是如何从各帧图像中推导得出的,从而提高了评估的透明度和可解释性。

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关键技术特点

1、多图像推理机制
“医帧析问”的核心创新在于其对跨图像推理的强调。与传统单图像任务不同,该数据集要求模型必须整合多个图像的信息,才能正确回答问题。这种设计模拟了现实中医生在诊断时需比对多张影像资料的过程。

2、临床场景贴合度高
所有问题均基于真实的医学教育视频,覆盖9大人体系统、43个器官,具有高度的临床代表性。此外,问题类型多样化,既包括基础识别任务,也包含复杂的诊断推理任务。

3、高质量数据筛选机制
作者开发了一套自动化的数据过滤策略,结合最先进的多模态大语言模型(如GPT-4oGeminiClaude等)进行难度评估和质量控制,确保最终数据集具备挑战性和可靠性。

4、可解释性增强
每个问题的答案附带详细的推理过程说明,便于模型训练和结果分析,同时增强了模型输出的可解释性。

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实验与评估结果

研究团队在“医帧析问”上测试了十种先进的多模态大语言模型,包括开源和商业模型、推理型与非推理型模型。结果显示,尽管部分模型表现良好,但整体准确率仍普遍低于50%,尤其是在面对多图像组合时,模型性能波动较大,显示出当前技术在处理复杂图像序列时仍存在明显局限。

推理型模型(如Gemini-2.5-FlashQvQ-72B)相较于非推理型模型表现更优,表明推理能力在医学图像理解中具有显著优势。然而,即便如此,模型在处理中间帧信息时常出现忽略或误读的情况,导致最终答案错误。

研究贡献与未来展望

“医帧析问”的发布标志着医学医学视觉问答研究迈入了一个新阶段。其主要贡献包括:

提供首个支持多图像推理的医学视觉问答基准;

●构建高质量、临床相关的多图像视觉问答数据集;

●推动多模态医学AI研究向更接近真实临床实践的方向发展。

未来的研究方向可能包括进一步优化模型的跨图像推理能力、提升模型对复杂医学图像的理解深度、增强模型的可解释性等。此外,如何将“医帧析问”应用于更多元化的医学任务(如远程诊断、辅助教学、个性化治疗建议等)也是值得探索的方向。

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结语

“医帧析问”不仅是一项重要的技术成果,也为医学AI的发展提供了新的视角。它揭示了当前多模态模型在医学图像理解方面的能力边界,同时也指出了未来改进的关键路径。随着更多类似工作的推进,我们有望看到AI在医疗领域的应用更加深入、精准,并真正服务于人类健康福祉。

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