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Enregistrement W4396647722 · doi:10.2196/56627

Advancing Accuracy in Multimodal Medical Tasks Through Bootstrapped Language-Image Pretraining (BioMedBLIP): Performance Evaluation Study

2024· article· en· W4396647722 sur OpenAlexvenueno aff
Usman Naseem, Surendrabikram Thapa, Anum Masood

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMultimodal Machine Learning Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintComputer scienceArtificial intelligenceNatural language processingComputer visionWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Medical image analysis, particularly in the context of visual question answering (VQA) and image captioning, is crucial for accurate diagnosis and educational purposes. OBJECTIVE: Our study aims to introduce BioMedBLIP models, fine-tuned for VQA tasks using specialized medical data sets such as Radiology Objects in Context and Medical Information Mart for Intensive Care-Chest X-ray, and evaluate their performance in comparison to the state of the art (SOTA) original Bootstrapping Language-Image Pretraining (BLIP) model. METHODS: We present 9 versions of BioMedBLIP across 3 downstream tasks in various data sets. The models are trained on a varying number of epochs. The findings indicate the strong overall performance of our models. We proposed BioMedBLIP for the VQA generation model, VQA classification model, and BioMedBLIP image caption model. We conducted pretraining in BLIP using medical data sets, producing an adapted BLIP model tailored for medical applications. RESULTS: In VQA generation tasks, BioMedBLIP models outperformed the SOTA on the Semantically-Labeled Knowledge-Enhanced (SLAKE) data set, VQA in Radiology (VQA-RAD), and Image Cross-Language Evaluation Forum data sets. In VQA classification, our models consistently surpassed the SOTA on the SLAKE data set. Our models also showed competitive performance on the VQA-RAD and PathVQA data sets. Similarly, in image captioning tasks, our model beat the SOTA, suggesting the importance of pretraining with medical data sets. Overall, in 20 different data sets and task combinations, our BioMedBLIP excelled in 15 (75%) out of 20 tasks. BioMedBLIP represents a new SOTA in 15 (75%) out of 20 tasks, and our responses were rated higher in all 20 tasks (P<.005) in comparison to SOTA models. CONCLUSIONS: Our BioMedBLIP models show promising performance and suggest that incorporating medical knowledge through pretraining with domain-specific medical data sets helps models achieve higher performance. Our models thus demonstrate their potential to advance medical image analysis, impacting diagnosis, medical education, and research. However, data quality, task-specific variability, computational resources, and ethical considerations should be carefully addressed. In conclusion, our models represent a contribution toward the synergy of artificial intelligence and medicine. We have made BioMedBLIP freely available, which will help in further advancing research in multimodal medical tasks.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: Évaluation · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,995
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0030,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,387
Écart entre enseignants0,367 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Devis d'étudeObservationnel
DomaineÉvaluation
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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