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Enregistrement W4411019719 · doi:10.1109/jtehm.2025.3576596

A Novel Foundation Model-Based Framework for Multimodal Retinal Age Prediction

2025· article· en· W4411019719 sur OpenAlexafffund
Christopher D. Nielsen, Matthias Wilms, Nils D. Forkert

Notice bibliographique

RevueIEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRetinal Imaging and Analysis
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchCalgary Foundation
Mots-clésComputer scienceFoundation (evidence)RetinalArtificial intelligenceMedicineOphthalmologyHistory

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The retinal age gap (RAG; the difference between the retina's biological and chronological age) has recently gained increased attention as a potential image-based, non-invasive, and accessible biomarker for a broad spectrum of ocular and non-ocular diseases. Traditionally, machine learning predictions of biological retinal age utilize convolutional neural network (CNN) architectures and data from color fundus photography (CFP). Despite being previously unexplored, the multimodal fusion of two-dimensional CFP with three-dimensional optical coherence tomography (OCT) data has significant potential to enhance retinal age prediction accuracy and the diagnostic utility of the RAG biomarker. Therefore, this work presents a novel foundation model-based framework for multimodal retinal age prediction. Technology or Method: Feature representations from CFP and OCT images were extracted using RETFound, a powerful foundation model for retinal image analysis. These representations were then combined using an innovative fusion strategy to train a lightweight linear regression head model for predicting retinal age. Training and evaluation of the developed multimodal retinal age prediction model was achieved using retinal images from over 80,000 participants in the UK Biobank. RESULTS: The developed multimodal model sets a new benchmark in retinal age prediction (mean absolute error of 2.75 years), outperforming traditional CNN and single-modality approaches. Additionally, multimodal RAG values demonstrated superior performance in classifying patients with diabetes mellitus type 1, multiple sclerosis, and chronic kidney disease, highlighting the clinical relevance of the proposed multimodal approach for non-ocular disease detection. CONCLUSIONS: This work demonstrates that multimodal fusion of CFP and OCT significantly improves retinal age prediction and subsequent RAG-based analyses. By leveraging foundation models and multimodal retinal imaging, the proposed approach enhances disease classification accuracy and demonstrates the potential of integrating the RAG into clinical workflows as a scalable, non-invasive screening tool. SIGNIFICANCE: The findings underscore the potential of multimodal retinal imaging to transform RAG into a clinically relevant and highly accessible biomarker for disease detection.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,027
Tête enseignante GPT0,346
Écart entre enseignants0,318 · 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.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
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

Citations3
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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