在日本顺天堂大学副教授和田明彦(Akihiko Wada)领导的研究团队的一项新研究中,研究人员展示了如何利用检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation, RAG)技术显著提高本地部署的大型语言模型(LLMs)在放射学造影剂咨询中的安全性、准确性和响应速度。这项研究于2025年7月2日在线发表在《npj Digital Medicine》期刊上,论文DOI为[10.1038/s41746-025-01802-z](
现代医院中,及时且精准的决策至关重要,尤其是在放射学领域,造影剂的使用通常需要根据复杂的临床指南快速作出判断。然而,医生往往在压力下做出这些决定,而无法即时获取所有相关信息。对于那些必须避免使用云端工具以保护患者数据的医疗机构来说,这一挑战尤为突出。
研究团队开发了一种基于RAG技术的本地语言模型,并在100个模拟病例中进行了测试,这些病例涉及碘化造影剂——一种常用于CT成像的成分。这类咨询通常需要根据肾功能、过敏史和用药历史等因素进行实时风险评估。该增强模型与三种领先的云端AI系统(包括GPT-4o mini、Gemini 2.0 Flash和Claude 3.5 Haiku)以及其自身的基线版本(标准LLM)进行了对比。
结果令人瞩目。RAG增强模型完全消除了危险的“幻觉”(从8%降至0%),并且比云端系统响应更快(平均2.6秒,相比之下云端系统为4.9至7.3秒)。尽管云端模型表现良好,但RAG增强系统缩小了性能差距,提供了更安全、更快的结果,同时将敏感医疗数据保留在本地。“在临床应用中,将幻觉减少到零是一项安全性的突破,”和田博士表示,“这些幻觉可能导致对比剂剂量建议错误或遗漏禁忌症。我们的系统生成了基于指南的准确响应,没有犯这些错误。”此外,该模型在标准医院计算机上运行高效,无需昂贵的硬件或云端订阅,这对放射科人员有限的医院尤其有价值。
这一工作的灵感直接来源于临床经验。“我们经常遇到复杂的造影剂决策问题,需要在时间压力下查阅多个指南,”和田博士回忆道,“例如,涉及多种风险因素的患者——肾功能下降、药物相互作用或过敏史。我们意识到,AI可以简化这一过程,但前提是能够将敏感的患者数据保留在机构内部。”RAG增强模型通过动态检索经过验证的知识库信息(包括国际放射学指南和机构协议)来运作,确保每个响应都基于经过验证、最新的医学知识,而不是仅仅依赖预训练数据。
除了放射学,研究人员还设想将这项技术应用于急诊医学、心脏病学、内科甚至医学教育领域。它也可能为农村医院和资源匮乏地区的医疗服务提供者带来变革,通过即时访问专家级指导改善医疗服务。
总体而言,这项研究代表了临床AI领域的重大突破——证明了在不牺牲患者隐私的情况下实现专家级性能的可能性。RAG增强模型为更安全、更公平、可立即部署的医疗AI解决方案铺平了道路。在全球医院努力平衡技术进步与伦理责任之际,这项研究提供了一条切实可行且可扩展的前进路径。
“我们认为这标志着AI辅助医学的新时代,”和田博士说道,“一个临床卓越与患者隐私相辅相成的时代。”
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