BrainTRACE: tracciare le evidenze longitudinali, multimodali e volumetriche nel ragionamento clinico sulla risonanza magnetica cerebrale

Abstract degli autori

L’interpretazione delle risonanze magnetiche cerebrali è un problema di ragionamento clinico longitudinale: i radiologi confrontano esami successivi, integrano le informazioni delle diverse sequenze MRI, localizzano i reperti nell’anatomia volumetrica e traducono queste evidenze in valutazioni fondate sui referti. I benchmark esistenti di VQA medica e imaging 3D colgono aspetti importanti di questo processo, ma spesso valutano le risonanze magnetiche cerebrali attraverso immagini isolate, volumi statici o risposte in forma di referto non ancorate alle evidenze, nascondendo così le lacune nella catena di evidenze da cui dipende la validità clinica. Presentiamo BrainTRACE, un benchmark ancorato ai referti che valuta se i modelli visivo-linguistici siano in grado di ricostruire la struttura delle evidenze necessaria per interpretare longitudinalmente le risonanze magnetiche cerebrali. BrainTRACE comprende 7.273 istanze VQA valutate, ricavate da 1.778 pazienti seguiti nel tempo, 7.299 esami MRI e circa 29k volumi 3D coregistrati di sequenze MRI. Il benchmark è organizzato secondo cinque livelli di ragionamento clinico, dal riconoscimento delle modalità di acquisizione alla sintesi del caso, e secondo le evidenze richieste: confronto longitudinale, riferimenti ancorati ai referti, integrazione di più sequenze ed evidenze spaziali volumetriche. BrainTRACE supporta input renderizzati compatibili con le interfacce VLM standard, una modalità basata su evidenze 3D e un percorso di ragionamento sul caso scomposto in parti, che verifica sei passaggi di una catena di evidenze longitudinali. La valutazione di 20 configurazioni VLM mostra che i sistemi attuali sanno identificare indizi visivi isolati, ma raramente riescono a combinarli in interpretazioni longitudinali fondate sulle evidenze. Rendiamo disponibili la specifica del benchmark, gli elenchi per la valutazione, l’implementazione del sistema di assegnazione dei punteggi, le relative griglie di valutazione e il formato dei registri di verifica, per favorire progressi riproducibili nella valutazione dei VLM per la risonanza magnetica cerebrale.