冻结的超声心动图基础模型嵌入中包含可线性恢复的左室流出道速度时间积分与右心室三尖瓣环收缩期位移报告标签信号——基于 MIMIC-IV-ECHO 数据集

《Journal of Imaging Informatics in Medicine》：Frozen Echocardiography Foundation Model Embeddings Contain Linearly Recoverable LVOT VTI and TAPSE Report-Label Signal in MIMIC-IV-ECHO

　　

摘要

定量经胸超声心动图测量可支持心血管评估，但下游研究可能无法获取结构化的报告标签值。我们评估了冻结的EchoPrime检查级别嵌入是否编码了与结构化左心室流出道速度-时间积分（LVOT VTI）和三尖瓣环平面收缩期位移（TAPSE）报告标签值相关联的信号。我们分析了具有报告标签和冻结EchoPrime嵌入的MIMIC-IV-ECHO检查数据。将剪辑级别的512维嵌入通过均值池化聚合为检查级别的所有剪辑嵌入。监督岭回归采用确定性的受试者级别训练/验证/测试划分、训练集拟合的标准化以及仅基于验证集的alpha选择。LVOT VTI为主指标，TAPSE为次指标。对照组为训练集中位数空模型以及使用年龄、性别和采集元数据构建的无泄漏安全非影像基线。对于LVOT VTI，3782项检查被划分为2654项训练、573项验证和555项测试。岭回归的测试集平均绝对误差（MAE）为3.64厘米，而空模型为4.54厘米；均方根误差（RMSE）为4.66厘米，R²为0.372，MAE的95%置信区间（CI）为3.41–3.88厘米。观测值与预测值之间的皮尔逊r为0.613（95% CI，0.556–0.664）。对于TAPSE，1131项检查被划分为787项训练、184项验证和160项测试。岭回归的MAE为3.17毫米，而空模型为3.79毫米；RMSE为3.94毫米，R²为0.284，MAE的95% CI为2.80–3.56毫米。皮尔逊r为0.539（95% CI，0.424–0.632）。非影像基线的表现弱于影像嵌入。冻结的EchoPrime检查级别嵌入编码了与结构化LVOT VTI和TAPSE报告标签值相关联的信号。上述结果支持表示级别的报告标签预测实验，但不支持EchoPrime微调、直接测量提取、测量替换、临床部署或决策支持。