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MeWM

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MeWM – AI醫學世界模型,精準模擬腫瘤演化

MeWM (Medical World Model) 是一款由香港科技大學(廣州)等機構研發的創新醫學模型,旨在通過模擬疾病發展動態來輔助臨床決策。它由策略模型、動態模型和逆向動態模型組成,能夠基于醫學影像進行疾病狀態感知、治療效果預測、方案優化和風險評估,從而實現閉環反饋,優化干預路徑。

### MeWM:開啟醫學決策新紀元

MeWM(Medical World Model),一個顛覆性的醫學模型,由香港科技大學(廣州)等機構傾力打造,旨在革新臨床決策流程。它巧妙地模擬疾病演變,為醫生提供更直觀、更精準的輔助工具。MeWM的核心由三大模塊構成:策略模型、動態模型和逆向動態模型,它們協同工作,共同構建了一個高效的醫療決策閉環。

### MeWM 的核心優勢

  • 腫瘤演變模擬:MeWM 獨具慧眼,利用3D擴散模型模擬不同治療方案下的腫瘤形態變化,生成逼真的術后腫瘤圖像,讓醫生在術前就能預見治療效果。
  • 生存風險預測:通過先進的生存分析模型,MeWM 能夠預測不同治療方案下患者的預后生存風險,并基于逆動力學原理推導出最優治療方案。其預測精度遠超傳統多模態大模型。
  • 臨床決策優化:MeWM 建立了一個自動化、可視化的“方案生成-模擬推演-生存評估”循環,尤其在癌癥介入治療規劃中,能顯著提升臨床決策能力。例如,在肝癌動脈化療栓塞(TACE)治療方案選擇中,其F1分數提升了13%。

### MeWM 的技術基石

  • 技術架構:MeWM 的技術架構由以下三個關鍵組件構成:
    • 策略模型(Policy Model):基于視覺-語言模型(如GPT-4o),它能從CT影像和治療目標出發,生成符合臨床規范的候選治療方案組合,涵蓋多種治療藥物和栓塞材料搭配。
    • 動態模型(Dynamics Model):運用3D條件擴散模型,根據不同的治療方案,模擬術后腫瘤的形態變化,生成高度真實的術后腫瘤圖像。
    • 逆向動態模型(Inverse Dynamics Model):對模擬生成的術后腫瘤圖像進行生存風險評估。通過啟發式函數計算風險值,并動態優化治療方案,最終推薦風險最低的方案。
  • 工作流程
    • 輸入與感知:以醫學影像為起點,通過感知模塊構建初始病情狀態。
    • 模擬與評估:動態模型根據不同的治療方案模擬術后腫瘤的形態變化,逆向動態模型對模擬結果進行生存風險評估。
    • 優化與反饋:基于評估結果,策略模型生成新的治療方案,形成閉環反饋,持續優化干預路徑。
  • 創新亮點
    • 生成模型:MeWM 獨辟蹊徑,將“治療行為”作為條件輸入生成模型,模擬不同治療方案下的腫瘤演化。
    • 對比學習:通過組合對比學習(CCL),增強生成結果的真實性和治療敏感性。
    • 臨床應用:在肝癌動脈化療栓塞(TACE)治療方案選擇中,MeWM 顯著提高了介入醫師的決策準確性,F1分數提升了13%。

### 探索 MeWM 的世界

  • 項目官網:https://yijun-yang.github.io/MeWM/
  • Github 倉庫:https://github.com/scott-yjyang/MeWM
  • arXiv 技術論文:https://arxiv.org/pdf/2506.02327

### MeWM 的應用前景

  • 術前規劃與方案優化:MeWM 堪稱醫生的智能助手,助力術前規劃。通過生成術后腫瘤圖像和評估生存風險,它能幫助醫生優化治療方案,選擇最適合患者的藥物和栓塞材料組合。
  • “第二閱片醫師”:MeWM 有望成為臨床實踐中的“第二閱片醫師”。它能基于生成的術后CT進行生存分析評分,形成完整的“治療模擬—效果評估—方案篩選”閉環機制,輔助醫生在術前更有效地預判治療結果。
  • 個性化治療支持:MeWM 倡導個體化、數據驅動的治療決策。它可以根據患者的術前影像和治療目標,生成多種治療方案,通過模擬和評估選擇最優方案,為精準醫療提供了有力支持。

### 常見問題解答

1. MeWM 的核心優勢是什么?

MeWM 擁有腫瘤演變模擬、生存風險預測和臨床決策優化三大核心優勢,能幫助醫生更直觀地評估治療效果、預測患者預后,并優化治療方案。

2. MeWM 的技術原理是什么?

MeWM 采用策略模型、動態模型和逆向動態模型的協同工作模式。策略模型生成治療方案,動態模型模擬治療效果,逆向動態模型評估風險并反饋優化,最終形成閉環,實現精準醫療。

3. MeWM 的應用場景有哪些?

MeWM 可用于術前規劃與方案優化、輔助醫生進行“第二閱片”,以及支持個性化治療決策,為精準醫療提供有力支持。

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