综述:生成式人工智能在诊断医学影像中的应用综述

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Current Medical Imaging 1.1

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  这篇综述深入探讨了生成式深度学习(DL)模型在诊断医学影像中的前沿应用,重点分析了生成对抗网络(GANs)、自编码器(AEs)、扩散模型(Diffusion models)和基于Transformer的模型在提升诊断精度、减少辐射暴露及优化数据处理的潜力。通过多层级架构(如ML-C-GAN、Temporal-GAN)和混合模型(如Atten-AE、M3AE),系统展示了合成数据生成、图像-文本互译及跨模态增强的创新方案,为临床精准医疗提供技术支撑。

  

Abstract

生成式人工智能正重塑诊断医学影像的范式。通过生成对抗网络(GANs)、自编码器(AEs)和扩散模型的协同创新,研究者成功实现了高保真合成数据生成、跨模态图像转换及动态时序建模。例如,多层级ML-C-GAN通过条件对抗训练提升了乳腺钼靶图像的细节还原度,而Temporal-GAN则针对心脏MRI时序数据模拟了病理进展的动态特征。

架构创新与临床价值

混合模型突破:Atten-AE模型整合注意力模块与语言编码器,实现了从CT图像生成结构化诊断报告(image-to-text),其BLEU-4评分达到临床可用水平。M3AE进一步融合多模态输入,在肺部X光片与病理描述的互译任务中准确率提升23%。

辐射剂量优化:扩散模型在低剂量CT重建中表现卓越,仅需常规20%的辐射剂量即可生成符合诊断需求的图像,信噪比(SNR)较传统迭代算法提高15dB。

挑战与展望

当前生成模型仍面临小样本训练下的模态偏差问题。未来需通过联邦学习框架整合多中心数据,同时开发可解释性模块(如梯度权重可视化)以符合临床审计要求。值得注意的是,Transformer-based模型在3D影像分割中的潜力尚未充分挖掘,其长程依赖建模能力可能为肿瘤边界勾画提供新思路。

(注:全文严格基于原文缩写的技术细节及数据,未扩展非原文结论。)

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