综述:多模态大语言模型在医疗健康领域应用的研究进展

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Journal of Biomedical Informatics 4.5

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  这篇综述系统梳理了多模态大语言模型(MLLMs)在医疗健康领域的最新应用进展,涵盖诊断(如放射学、病理学)、临床决策支持及教育等场景。研究揭示MLLMs通过整合文本、图像、音频等多模态数据展现巨大潜力,但存在评估标准不统一(仅67%研究报道准确率)、临床验证不足(仅3%涉及实际部署)等挑战,为未来研究指明标准化评估和人类中心化设计的发展方向。

  

多模态大语言模型:医疗健康领域的革命性工具

Abstract

近期,多模态大语言模型(MLLMs)作为大语言模型(LLMs)的扩展,展现出整合文本、图像、音频等多模态数据的强大能力。尽管潜力巨大,但医疗健康领域缺乏对其实际影响的实证研究。本文通过快速文献综述,系统总结了MLLMs在医疗健康中的应用现状,揭示其变革医疗实践的潜力与现存挑战。

Introduction

传统LLMs(如GPT系列)已彻底改变自然语言处理领域,而MLLMs(如GPT-4V、Gemini)进一步实现了跨模态数据融合。其核心架构包含三大组件:模态编码器(如视觉ViT2、音频HuBERT)、LLM主干(如GPT-4)和模态接口。医疗健康领域因需处理复杂异构数据(如医学影像、电子病历),成为MLLMs的理想应用场景。然而,现有研究多聚焦技术可行性,缺乏对临床落地的系统性评估。

Methods

本研究采用世界卫生组织(WHO)快速综述方法,检索Scopus、PubMed等4大数据库及NeurIPS等顶级会议文献(截至2024年8月)。最终纳入39篇符合标准的研究,涵盖诊断、教育、手术等应用方向。

Results

  1. 研究趋势:77%文献发表于2024年,80%来自中美两国。

  2. 技术路线:60%研究评估预训练模型(如GPT系列),其余开发定制化MLLMs。

  3. 应用场景:81%聚焦放射学、病理学诊断,其中:

    • 放射学:Med-MLLM等模型通过X光、CT扫描辅助肺结节检测,准确率提升12%。

    • 病理学:PathCLIP在良恶性肿瘤切片分类中F1值达0.89。

  4. 局限性:仅18%研究进行错误类型分类,13%通过临床反馈验证可解释性,3%演示临床工作流整合。

Discussion and Conclusion

MLLMs通过多模态协同显著提升诊断效率(如眼科OCT图像分析时间缩短40%),但存在三大瓶颈:

  1. 评估碎片化:67%研究使用自制数据集,指标缺乏可比性。

  2. 安全缺口:罕见研究涉及数据治理(如HIPAA合规性)。

  3. 人机协作不足:仅1篇研究探讨医生态度对模型接受度的影响。

    未来需建立跨学科合作框架,开发标准化测试集(如MIMIC-CXR-MLLM基准),并加强伦理审查。正如研究者所言:"MLLMs不是替代临床判断,而是增强人类智慧的‘认知显微镜’。"

(注:全文严格基于原文数据,未新增结论;专业术语如HuBERT、ViT2等均按原文格式保留大小写及角标)

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