MeWM – AI醫(yī)學(xué)世界模型，精準(zhǔn)模擬腫瘤演化

MeWM (Medical World Model) 是一款由香港科技大學(xué)（廣州）等機構(gòu)研發(fā)的創(chuàng)新醫(yī)學(xué)模型，旨在通過模擬疾病發(fā)展動態(tài)來輔助臨床決策。它由策略模型、動態(tài)模型和逆向動態(tài)模型組成，能夠基于醫(yī)學(xué)影像進行疾病狀態(tài)感知、治療效果預(yù)測、方案優(yōu)化和風(fēng)險評估，從而實現(xiàn)閉環(huán)反饋，優(yōu)化干預(yù)路徑。

### MeWM：開啟醫(yī)學(xué)決策新紀(jì)元

MeWM（Medical World Model），一個顛覆性的醫(yī)學(xué)模型，由香港科技大學(xué)（廣州）等機構(gòu)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(yī)生提供更直觀、更精準(zhǔn)的輔助工具。MeWM的核心由三大模塊構(gòu)成：策略模型、動態(tài)模型和逆向動態(tài)模型，它們協(xié)同工作，共同構(gòu)建了一個高效的醫(yī)療決策閉環(huán)。

### MeWM 的核心優(yōu)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(tài)變化，生成逼真的術(shù)后腫瘤圖像，讓醫(yī)生在術(shù)前就能預(yù)見治療效果。
• 生存風(fēng)險預(yù)測：通過先進的生存分析模型，MeWM 能夠預(yù)測不同治療方案下患者的預(yù)后生存風(fēng)險，并基于逆動力學(xué)原理推導(dǎo)出最優(yōu)治療方案。其預(yù)測精度遠超傳統(tǒng)多模態(tài)大模型。
• 臨床決策優(yōu)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(huán)，尤其在癌癥介入治療規(guī)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?jǐn)?shù)提升了13%。

### MeWM 的技術(shù)基石

• 技術(shù)架構(gòu)：MeWM 的技術(shù)架構(gòu)由以下三個關(guān)鍵組件構(gòu)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(biāo)出發(fā)，生成符合臨床規(guī)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(tài)模型（Dynamics Model）：運用3D條件擴散模型，根據(jù)不同的治療方案，模擬術(shù)后腫瘤的形態(tài)變化，生成高度真實的術(shù)后腫瘤圖像。
  • 逆向動態(tài)模型（Inverse Dynamics Model）：對模擬生成的術(shù)后腫瘤圖像進行生存風(fēng)險評估。通過啟發(fā)式函數(shù)計算風(fēng)險值，并動態(tài)優(yōu)化治療方案，最終推薦風(fēng)險最低的方案。
• 工作流程
  • 輸入與感知：以醫(yī)學(xué)影像為起點，通過感知模塊構(gòu)建初始病情狀態(tài)。
  • 模擬與評估：動態(tài)模型根據(jù)不同的治療方案模擬術(shù)后腫瘤的形態(tài)變化，逆向動態(tài)模型對模擬結(jié)果進行生存風(fēng)險評估。
  • 優(yōu)化與反饋：基于評估結(jié)果，策略模型生成新的治療方案，形成閉環(huán)反饋，持續(xù)優(yōu)化干預(yù)路徑。
• 創(chuàng)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(xué)習(xí)：通過組合對比學(xué)習(xí)（CCL），增強生成結(jié)果的真實性和治療敏感性。
  • 臨床應(yīng)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(yī)師的決策準(zhǔn)確性，F(xiàn)1分?jǐn)?shù)提升了13%。

### 探索 MeWM 的世界

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

### MeWM 的應(yīng)用前景

• 術(shù)前規(guī)劃與方案優(yōu)化：MeWM 堪稱醫(yī)生的智能助手，助力術(shù)前規(guī)劃。通過生成術(shù)后腫瘤圖像和評估生存風(fēng)險，它能幫助醫(yī)生優(yōu)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(yī)師”：MeWM 有望成為臨床實踐中的“第二閱片醫(yī)師”。它能基于生成的術(shù)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(huán)機制，輔助醫(yī)生在術(shù)前更有效地預(yù)判治療結(jié)果。
• 個性化治療支持：MeWM 倡導(dǎo)個體化、數(shù)據(jù)驅(qū)動的治療決策。它可以根據(jù)患者的術(shù)前影像和治療目標(biāo)，生成多種治療方案，通過模擬和評估選擇最優(yōu)方案，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供了有力支持。

### 常見問題解答

1. MeWM 的核心優(yōu)勢是什么？

MeWM 擁有腫瘤演變模擬、生存風(fēng)險預(yù)測和臨床決策優(yōu)化三大核心優(yōu)勢，能幫助醫(yī)生更直觀地評估治療效果、預(yù)測患者預(yù)后，并優(yōu)化治療方案。

2. MeWM 的技術(shù)原理是什么？

MeWM 采用策略模型、動態(tài)模型和逆向動態(tài)模型的協(xié)同工作模式。策略模型生成治療方案，動態(tài)模型模擬治療效果，逆向動態(tài)模型評估風(fēng)險并反饋優(yōu)化，最終形成閉環(huán)，實現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療。

3. MeWM 的應(yīng)用場景有哪些？

MeWM 可用于術(shù)前規(guī)劃與方案優(yōu)化、輔助醫(yī)生進行“第二閱片”，以及支持個性化治療決策，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供有力支持。