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🏥 医学图像

🔬 ICLR2026 · 22 篇论文解读

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🔥 高频主题: 医学影像 ×5 · 扩散模型 ×3 · 语义分割 ×2

Adaptive Domain Shift in Diffusion Models for Cross-Modality Image Translation

提出CDTSDE框架,在扩散模型的逆向SDE中嵌入可学习的空间自适应域混合场 \(\Lambda_t\),使跨模态翻译路径沿低能量流形前进,在MRI模态转换、SAR→光学、工业缺陷语义映射任务上以更少去噪步数实现更高保真度。

Biologically Plausible Online Hebbian Meta-Learning: Two-Timescale Local Rules for Spiking Neural Brain Interfaces

提出一种无需BPTT的在线SNN解码器,通过三因子Hebbian局部学习规则结合双时间尺度eligibility trace和自适应学习率控制,在O(1)内存下实现可比离线训练方法的BCI神经解码精度(Pearson R≥0.63/0.81),并在闭环仿真中展现了对神经信号非平稳性的持续适应能力。

Boosting Medical Visual Understanding From Multi-Granular Language Learning

提出 Multi-Granular Language Learning (MGLL),一个即插即用的对比学习框架,通过 soft CLIP loss、point-wise loss 和 smooth KL 散度联合优化,实现医学图像与多标签多粒度文本描述的对齐,在眼底和 X 光数据集上全面超越 SOTA 方法,并可作为视觉编码器嵌入多模态大语言模型提升诊断准确率最高达 34.1%。

Brain-IT: Image Reconstruction from fMRI via Brain-Interaction Transformer

提出 Brain-IT 框架,通过脑启发式的 Brain Interaction Transformer (BIT) 将功能相似的脑体素聚类为跨被试共享的 Brain Token,并从中预测局部化的语义和结构图像特征,实现从 fMRI 到图像的高保真重建,仅用 1 小时数据即达到先前方法 40 小时的性能。

Brain-Semantoks: Learning Semantic Tokens of Brain Dynamics with a Self-Distilled Foundation Model

提出 Brain-Semantoks,一种基于语义分词器和自蒸馏目标的 fMRI 基础模型,将大脑功能网络聚合为鲁棒的语义 token,并通过跨时间视角的一致性学习抽象的脑动态表征,在线性探测设置下即可达到 SOTA 性能。

CARE: Towards Clinical Accountability in Multi-Modal Medical Reasoning with an Evidence-Grounded Agentic Framework

提出 CARE 框架——将医学 VQA 拆分为"实体提议→指称分割→证据引导问答"三阶段专家管道,用 RLVR 微调各 VLM,并引入 GPT-5 作为动态协调器进行工具规划与 CoT 审查,在 4 个医学 VQA 基准上以 10B 参数量(77.54% 平均准确率)超越 32B 端到端 SOTA(72.29%)。

Characterizing Human Semantic Navigation in Concept Production as Trajectories in Embedding Space

提出将人类概念产生过程建模为 Transformer 嵌入空间中的累积轨迹,定义 5 个运动学指标(距离、速度、加速度、熵、质心距离),在 4 个数据集(3 种语言、神经退行性疾病/脏话流畅性/属性列举)上成功区分临床组和概念类别,且不同嵌入模型产生高度一致的结果。

COMPASS: Robust Feature Conformal Prediction for Medical Segmentation Metrics

COMPASS 通过在分割网络的中间特征空间沿对目标度量最敏感的低维子空间进行线性扰动来构建 conformal prediction 区间,在四个医学分割任务上实现了比传统 CP 方法显著更窄的预测区间,同时保持有效覆盖率。

DISCO: Densely-overlapping Cell Instance Segmentation via Adjacency-aware Collaborative Coloring

将密集重叠细胞实例分割建模为图着色问题,提出"显式标记冲突节点 + 隐式邻接约束消歧"的分治框架 Disco,通过 BFS 分解细胞邻接图并引入五种协同损失函数,在高密度病理数据集 GBC-FS 2025 上 PQ 提升 7.08%,同时在四个异质数据集上均取得 SOTA。

Distributional Consistency Loss: Beyond Pointwise Data Terms in Inverse Problems

提出分布一致性(DC)损失,用分布级别的校准替代传统逐点数据保真项(如MSE/NLL),避免对噪声的过拟合,在DIP去噪和PET图像重建中显著提升性能且无需早停。

DM4CT: Benchmarking Diffusion Models for Computed Tomography Reconstruction

提出DM4CT——首个系统性的CT重建扩散模型基准,涵盖十种扩散方法和七种基线方法,在医疗、工业和同步辐射三类数据集上进行全面评估,揭示了扩散模型在CT重建中的优势与局限。

Glance and Focus Reinforcement for Pan-cancer Screening

提出 GF-Screen 两阶段框架——轻量 Glance 模型用强化学习快速定位含病灶的 CT 子体积,Focus 模型只对选中区域做精细分割;通过将 GRPO 的"组内相对比较"思想从 NLP 迁移到视觉子体积组,首次在纯视觉任务中实现无价值网络的 RL 优化,在 FLARE25 泛癌挑战中以 +25.6% DSC 大幅领先冠军方案且推理快 5.7 倍。

HEEGNet: Hyperbolic Embeddings for EEG

首次系统验证EEG数据具有双曲性(层次结构),提出HEEGNet混合双曲网络架构,结合欧几里得编码器提取时空频谱特征和双曲编码器捕捉层次关系,配合创新的粗到细域适应策略(DSMDBN),在视觉诱发电位、情感识别和颅内EEG多个跨域任务上达到SOTA。

Improving 2D Diffusion Models for 3D Medical Imaging with Inter-Slice Consistent Stochasticity

提出 Inter-Slice Consistent Stochasticity (ISCS),通过球面线性插值(Slerp)在扩散采样的 re-noising 步骤中生成层间相关噪声,从根源消除 2D 扩散先验做 3D 医学重建时的层间不连续伪影——零额外计算/超参数/训练开销,即插即用到任何 2D 扩散逆问题求解器,在稀疏视角 CT、限角 CT 和 MRI 超分辨率上均持续提升。

Inference-Time Dynamic Modality Selection for Incomplete Multimodal Classification

提出DyMo——推理时动态模态选择框架,通过理论推导将多模态任务相关信息增益转化为可计算的MTIR奖励函数(基于分类损失降低代理 + 类原型距离 + 类内相似性校准),在推理时迭代选择性融合可靠的恢复模态,首次系统性解决"丢弃缺失模态损失信息 vs 补全可能引入噪声"的困境。

LaVCa: LLM-assisted Visual Cortex Captioning

提出 LaVCa 方法,利用 LLM 为人类视觉皮层的每个体素生成自然语言描述(caption),通过"编码模型→最优图像选取→MLLM生成描述→LLM关键词提炼+句子组合"四步流程,比已有方法 BrainSCUBA 更准确、更多样地揭示了体素级视觉选择性。

Learning Patient-Specific Disease Dynamics with Latent Flow Matching for Longitudinal Imaging Generation

提出 Δ-LFM 框架:用 ArcRank 损失在潜在空间构建患者特异性时间对齐轨迹(角度一致 + 幅度单调递增),将流匹配时间范围从 [0,1] 扩展到 [0,T] 实际时间间隔实现任意时间点预测,在三个阿尔茨海默纵向 MRI 基准上全面超越 8 种基线方法,并提出进展专用指标 Δ-RMAE。

Neuro-Symbolic Decoding of Neural Activity

提出 NEURONA,一个神经符号框架用于 fMRI 解码和概念基础,通过将视觉场景分解为符号程序(概念的逻辑组合),在 fMRI 问答任务上显著优于端到端神经解码和线性模型。

NeuroCircuitry-Inspired Hierarchical Graph Causal Attention Networks for Explainable Depression Identification

提出 NH-GCAT 框架,将神经科学中的抑郁症神经环路先验知识显式融入 GNN,在区域、环路和网络三个空间尺度上建模,在 REST-meta-MDD 数据集上取得 SOTA 分类效果(AUC 78.5%、ACC 73.8%),并提供与神经科学相符的可解释性分析。

Q-FSRU: Quantum-Augmented Frequency-Spectral Fusion for Medical Visual Question Answering

提出 Q-FSRU 框架,通过 FFT 将医学图像和文本特征变换到频率域进行融合,并引入量子启发的检索增强机制(Quantum RAG)从外部知识库中获取医学事实,在 VQA-RAD 数据集上取得 90.0% 准确率。

SEED: Towards More Accurate Semantic Evaluation for Visual Brain Decoding

提出 SEED(Semantic Evaluation for Visual Brain Decoding),一个结合 Object F1、Cap-Sim 和 EffNet 三个互补指标的组合评估度量,在与人类评估的对齐度上显著超越现有所有指标。

Towards Interpretable Visual Decoding with Attention to Brain Representations

提出 NeuroAdapter,将 fMRI 信号按脑区分割为独立 token 并通过交叉注意力直接条件化 Stable Diffusion,跳过传统的 CLIP/DINO 中间嵌入空间,在 NSD 等数据集上高层语义指标超越或持平现有方法,同时引入 IBBI 双向可解释性框架,首次动态揭示不同皮层区域在去噪轨迹中如何驱动图像生成。