Dergiler / Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi / 2025 / Cilt: 50 Sayı: 3

Çok Modlu Büyük Dil Modelleri, Bir Radyolog ve Bir Anatomistin Görsel Nöroanatomi Sorularındaki Karşılaştırmalı Performans Değerlendirmesi

Comparative Performance Evaluation of Multimodal Large Language Models, Radiologist, and Anatomist in Visual Neuroanatomy Questions

Yasin Celal Güneş(Kirikkale Yuksek Ihtisas Hospital, Department of Radiology, Kirikkale, Türkiye.)0000-0001-7631-854X
Mehmet Ülkir(Hacettepe University Faculty of. Medicine, Department of Anatomy, Ankara, Türkiye.)0000-0001-5615-8913
Sayfa
551–556
Yayın Tarihi
2025-01-12
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Çok modlu LLM'ler tıp alanında büyük bir potansiyel vaat etse de, nöroanatomik bölgeleri doğru bir şekilde tanımlama konusunda henüz tıbbi uzmanların doğruluk seviyesine ulaşamamaktadırlar.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, dört farklı çok modlu Büyük Dil Modeli'nin (GPT4-V, GPT-4o, LLaVA, Gemini 1.5 Flash) görsel nöroanatomi çoktan seçmeli sorularındaki performansını, bir radyolog ve bir anatomistle karşılaştırarak incelemiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kesitsel bir araştırma dizaynına dayanan çalışmada, Radiopaedia web sitesinden alınan 100 görsel soruya verilen yanıtlar değerlendirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Çok modlu LLM'ler tıp alanında büyük bir potansiyel vaat etse de, nöroanatomik bölgeleri doğru bir şekilde tanımlama konusunda henüz tıbbi uzmanların doğruluk seviyesine ulaşamamaktadırlar.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:nöroanatomi · büyük dil modelleri · GPT-4o

Özet

Bu çalışma, dört farklı çok modlu Büyük Dil Modeli'nin (GPT4-V, GPT-4o, LLaVA, Gemini 1.5 Flash) görsel nöroanatomi çoktan seçmeli sorularındaki performansını, bir radyolog ve bir anatomistle karşılaştırarak incelemiştir. Kesitsel bir araştırma dizaynına dayanan çalışmada, Radiopaedia web sitesinden alınan 100 görsel soruya verilen yanıtlar değerlendirilmiştir. Yanıtların doğruluğu McNemar testi kullanılarak analiz edilmiştir. Sonuçlara göre, radyolog %90 doğruluk oranı ile en yüksek performansı sergilerken, anatomist %67 doğruluk oranı elde etmiştir. Çok modlu LLM'ler arasında en iyi performansı %45 doğruluk oranı ile GPT-4o göstermiştir; onu %35 ile Gemini 1.5 Flash, %22 ile ChatGPT4-V ve %15 ile LLaVA takip etmiştir. Radyolog, hem anatomiste hem de tüm çok modlu LLM'lere kıyasla anlamlı derecede üstün bir performans sergilemiştir (p<0.001). GPT-4o, GPT4-V ve LLaVA'ya kıyasla anlamlı derecede daha iyi bir performans göstermiş (p<0.001), ancak Gemini 1.5 Flash ile arasında anlamlı bir fark gözlenmemiştir (p=0.123). Bununla birlikte, Gemini 1.5 Flash, LLaVA'ya karşı anlamlı bir üstünlük sağlamış (p<0.001) ve GPT4-V ile karşılaştırıldığında da istatistiksel olarak anlamlı bir fark ortaya çıkmıştır (p=0.004). Bu çalışma, çok modlu LLM'ler ile tıbbi uzmanlar arasındaki belirgin performans farkını ortaya koymaktadır. Çok modlu LLM'ler tıp alanında büyük bir potansiyel vaat etse de, nöroanatomik bölgeleri doğru bir şekilde tanımlama konusunda henüz tıbbi uzmanların doğruluk seviyesine ulaşamamaktadırlar.

Abstract

This study examined the performance of four different multimodal Large Language Models (LLMs)—GPT4-V, GPT-4o, LLaVA, and Gemini 1.5 Flash—on multiple-choice visual neuroanatomy questions, comparing them to a radiologist and an anatomist. The study employed a cross-sectional design and evaluated responses to 100 visual questions sourced from the Radiopaedia website. The accuracy of the responses was analyzed using the McNemar test. According to the results, the radiologist demonstrated the highest performance with an accuracy rate of 90%, while the anatomist achieved an accuracy rate of 67%. Among the multimodal LLMs, GPT-4o performed the best, with an accuracy rate of 45%, followed by Gemini 1.5 Flash at 35%, ChatGPT4-V at 22%, and LLaVA at 15%. The radiologist significantly outperformed both the anatomist and all multimodal LLMs (p<0.001). GPT-4o significantly outperformed GPT4-V and LLaVA (p<0.001), but no significant difference was found between GPT-4o and Gemini 1.5 Flash (p=0.123). However, Gemini 1.5 Flash showed significant superiority over LLaVA (p<0.001) and also demonstrated a statistically significant difference compared to GPT4-V (p=0.004). This study highlights the significant performance gap between multimodal LLMs and medical professionals. While multimodal LLMs hold great potential in the medical field, they have not yet reached the level of accuracy of medical experts in correctly identifying neuroanatomical regions.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Güneş, Y. C., Ülkir, M., *, Y. C. G. (2025). Çok Modlu Büyük Dil Modelleri, Bir Radyolog ve Bir Anatomistin Görsel Nöroanatomi Sorularındaki Karşılaştırmalı Performans Değerlendirmesi. Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, Cilt: 50 Sayı: 3, 551–556. https://doi.org/10.32708/uutfd.1568479

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (27)

  1. Clusmann J, Kolbinger FR, Muti HS, Carrero ZI, Eckardt JN, Laleh NG, Löffler CML, Schwarzkopf SC, Unger M, Veldhuizen GP, Wagner SJ, Kather JN (2023) The future landscape of large language models in medicine. Commun Med (Lond) 3:141. https://doi.org/10.1038/s43856-023-00370-1
  2. GPT-4 is OpenAI’s most advanced system, producing safer and more useful responses. OpenAI.https://openai.com/gpt-4 / GPT-4V(ision) System Card. OpenAI. Accessed Date Accessed
  3. Liu H, Li C, Wu Q, Lee YJ (2024) Visual instruction tuning. Adv Neural Inf Process Syst 36
  4. https://deepmind.google/technologies/gemini/flash/. Accessed Date Accessed
  5. https://openai.com/index/hello-gpt-4o/. Accessed Date Accessed
  6. Kuang Y-R, Zou M-X, Niu H-Q, Zheng B-Y, Zhang T-L, Zheng B-W (2023) ChatGPT encounters multiple opportunities and challenges in neurosurgery. Int J Surg 109:2886-2891. https://doi.org/doi: 10.1097/JS9.0000000000000571
  7. Gunes YC, Camur E, Cesur T (2024) Correspondence on ‘Evaluation of ChatGPT in knowledge of newly evolving neurosurgery: middle meningeal artery embolization for subdural hematoma management’by Koester et al. J Neurointerv Surg
  8. Andykarayalar R, Surapaneni KM (2024) ChatGPT in Pediatrics: Unraveling Its Significance as a Clinical Decision Support Tool. Indian Pediatr 61:357-358
  9. Dinis-Oliveira RJ, Azevedo RM (2023) ChatGPT in forensic sciences: a new Pandora’s box with advantages and challenges to pay attention. Forensic Sci Res 8:275-279. https://doi.org/doi: 10.1093/fsr/owad039
  10. Elkassem AA, Smith AD (2023) Potential use cases for ChatGPT in radiology reporting. American Journal of Roentgenology 221:373-376. https://doi.org/10.2214/AJR.23.29198
  11. Ferreira AL, Chu B, Grant-Kels JM, Ogunleye T, Lipoff JB (2023) Evaluation of ChatGPT dermatology responses to common patient queries. JMIR dermatol 6:e49280. https://doi.org/doi: 10.2196/49280
  12. Ilgaz HB, Çelik Z (2023) The significance of artificial intelligence platforms in anatomy education: an experience with ChatGPT and google bard. Cureus 15:e45301. https://doi.org/doi: 10.7759/cureus.45301
  13. Langlie J, Kamrava B, Pasick LJ, Mei C, Hoffer ME (2024) Artificial intelligence and ChatGPT: An otolaryngology patient's ally or foe? Am J Otolaryngol 45:104220. https://doi.org/doi: 10.1016/j.amjoto.2024.104220
  14. Cirone K, Akrout M, Abid L, Oakley A (2024) Assessing the utility of multimodal large language models (GPT-4 vision and large language and vision assistant) in identifying melanoma across different skin tones. JMIR dermatol 7:e55508. https://doi.org/doi: 10.2196/55508
  15. Deng J, Heybati K, Shammas-Toma M (2024) When vision meets reality: Exploring the clinical applicability of GPT-4 with vision. Clin Imaging 108:110101. https://doi.org/doi: 10.1016/j.clinimag.2024.110101
  16. Nakao T, Miki S, Nakamura Y, Kikuchi T, Nomura Y, Hanaoka S, Yoshikawa T, Abe O (2024) Capability of GPT-4V (ision) in the Japanese National Medical Licensing Examination: Evaluation Study. JMIR Med Educ 10:e54393. https://doi.org/doi: 10.2196/54393
  17. Bossuyt PM, Reitsma JB, Bruns DE, Gatsonis CA, Glasziou PP, Irwig L, Lijmer JG, Moher D, Rennie D, De Vet HC (2015) STARD 2015: an updated list of essential items for reporting diagnostic accuracy studies. Radiology 277:826-832. https://doi.org/doi: 10.1136/bmj.h5527
  18. Mongan J, Moy L, Kahn CE, Jr. (2020) Checklist for Artificial Intelligence in Medical Imaging (CLAIM): A Guide for Authors and Reviewers. Radiol Artif Intell 2:e200029. https://doi.org/10.1148/ryai.2020200029
  19. Bolgova O, Shypilova I, Sankova L, Mavrych V (2023) How Well Did ChatGPT Perform in Answering Questions on Different Topics in Gross Anatomy? EJMED 5:94-100. https://doi.org/doi: 10.24018/ejmed.2023.5.6.1989
  20. Lee H (2023) The rise of ChatGPT: Exploring its potential in medical education. Anat Sci Educ. https://doi.org/doi: 10.1002/ase.2270
  21. Mogali SR (2024) Initial impressions of ChatGPT for anatomy education. Anat Sci Educ 17:444-447. https://doi.org/doi: 10.1002/ase.2261
  22. Totlis T, Natsis K, Filos D, Ediaroglou V, Mantzou N, Duparc F, Piagkou M (2023) The potential role of ChatGPT and artificial intelligence in anatomy education: a conversation with ChatGPT. Surg Radiol Anat 45:1321-1329
  23. Li C, Wong C, Zhang S, Usuyama N, Liu H, Yang J, Naumann T, Poon H, Gao J (2024) Llava-med: Training a large language-and-vision assistant for biomedicine in one day. Adv Neural Inf Process Syst 36. https://doi.org/doi: 10.48550/arXiv.2306.00890
  24. Monajatipoor M, Rouhsedaghat M, Li LH, Jay Kuo C-C, Chien A, Chang K-W (2022) Berthop: An effective vision-and-language model for chest x-ray disease diagnosis. International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention:725-734. https://doi.org/doi: 10.48550/arXiv.2108.04938
  25. Zhu L, Mou W, Lai Y, Chen J, Lin S, Xu L, Lin J, Guo Z, Yang T, Lin A (2024) Step into the era of large multimodal models: A pilot study on ChatGPT-4V (ision)‘s ability to interpret radiological images. Int J Surg:10.1097. https://doi.org/doi: 10.1097/JS9.0000000000001359
  26. Noda M, Ueno T, Koshu R, Takaso Y, Shimada MD, Saito C, Sugimoto H, Fushiki H, Ito M, Nomura A (2024) Performance of GPT-4V in Answering the Japanese Otolaryngology Board Certification Examination Questions: Evaluation Study. JMIR Med Educ 10:e57054. https://doi.org/doi: 10.2196/57054
  27. Akrout M, Cirone KD, Vender R (2024) Evaluation of Vision LLMs GTP-4V and LLaVA for the Recognition of Features Characteristic of Melanoma. J Cutan Med Surg 28:98-99. https://doi.org/doi: 10.1177/12034754231220934