电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月7日
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标题: 生成式人工智能在医学影像中的应用:基础、进展与临床转化
标题: Generative Artificial Intelligence in Medical Imaging: Foundations, Progress, and Clinical Translation
摘要: 生成式人工智能(AI)正在迅速改变医学影像,通过实现数据合成、图像增强、模态转换和时空建模等能力。 本综述全面而前瞻性地总结了生成建模的最新进展,包括生成对抗网络(GANs)、变分自编码器(VAEs)、扩散模型以及新兴的多模态基础架构,并评估了它们在临床影像连续体中的扩展作用。 我们系统地检查了生成式AI如何对影像工作流程的关键阶段做出贡献,从采集和重建到跨模态合成、诊断支持和治疗计划。 重点放在回顾性和前瞻性临床场景中,其中生成模型有助于解决长期存在的挑战,如数据稀缺性、标准化以及模态间的整合。 为了促进严格的基准测试和转化准备,我们提出一个包含像素级保真度、特征级真实性和任务级临床相关性的三层评估框架。 我们还识别了现实世界部署中的关键障碍,包括在领域转移下的泛化能力、幻觉风险、数据隐私问题和监管障碍。 最后,我们探讨了生成式AI与大规模基础模型的融合,强调这种协同作用可能使下一代可扩展、可靠且临床集成的影像系统成为可能。 通过绘制技术进展和转化路径,本综述旨在指导未来的研究,并在人工智能、医学和生物医学工程的交叉领域促进跨学科合作。
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