综述:医学放射学报告生成的深度学习方法、趋势与未来方向的系统综述

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Artificial Intelligence in Medicine 6.1

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  这篇综述系统梳理了深度学习(DL)在医学放射学报告自动生成(MRRG)领域的研究进展,涵盖从传统架构到大语言模型(LLMs)的技术演变,重点分析数据集、模型架构、评估指标及优化策略,为医学影像(如X光、CT、MRI)与自然语言处理(NLP)的跨学科研究提供技术路线图与未来方向。

  

Abstract

医学放射学报告是疾病诊断的核心工具,但人工撰写耗时且易出错。MRRG通过深度学习技术实现报告自动化生成,旨在缓解放射科医师短缺问题并优化临床工作流。本文基于PRISMA框架对78项研究进行系统分析,归纳22个常用数据集、14种评估指标及30余种文本-视觉骨干模型(如Transformer、ViT),同时指出当前研究集中于胸部X光而缺乏多模态数据整合的局限性。

Introduction

全球放射科医师供需失衡加剧:欧洲每10万人拥有13名放射科医师,而英国仅8.5名。美国预测至2055年医师增长率仅25.7%-40.3%,远低于影像需求增速。MRRG技术通过结合计算机视觉(CV)与NLP,可缩短患者等待时间(目前英格兰部分报告需30天以上),但需解决医学术语准确性、病灶定位描述等临床刚性需求。

核心挑战与技术分类

数据集:IU-Xray、MIMIC-CXR等公开数据集需签署协议获取,且90%集中于胸部X光,缺乏CT/MRI多模态数据。
模型架构:主流方法分为三类——

  1. 编码器-解码器框架:CNN(如ResNet)提取图像特征,RNN/LSTM生成文本;
  2. 全Transformer模型:视觉Transformer(ViT)与文本Transformer端到端训练;
  3. 大语言模型集成:GPT-3、LLaMA等通过提示工程适配放射学语境。
    评估指标:BLEU-4、ROUGE-L衡量文本流畅度,CheXbert专项评估临床术语准确性。

未来方向

  1. 多模态扩展:融合超声、病理切片等非放射学数据;
  2. 可信AI:开发可解释性模块(如注意力热图)辅助医师验证;
  3. 实时生成:轻量化模型部署于边缘设备,支持急诊场景。

Conclusion

MRRG研究需突破数据稀缺性、模型泛化性及临床合规性瓶颈。跨学科协作(放射学、CV、NLP)将是推动该领域迈向临床落地的关键。

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