Visual question answering (VQA) is crucial for promoting surgical education. In practice, the needs of trainees are constantly evolving, such as learning more surgical types, adapting to different robots, and learning new surgical instruments and techniques for various surgeries. However, patient data privacy often restricts the availability of old data when updating the model, necessitating an exemplar-free continual learning (CL) setup. Prior CL studies overlooked two vital problems in the surgical domain: 1) large domain shifts from diverse surgical operations collected from multiple sources, and 2) severe data imbalance arising from the uneven presence of surgical instruments or activities. This paper proposes addressing these problems with a multimodal large language model (LLM) and an adaptive weight assignment methodology. We first develop a new multi-teacher CL framework that leverages a multimodal LLM as the additional teacher. The strong generalization ability of the LLM can bridge the knowledge gap when domain shifts and data imbalances occur. We then put forth a novel data processing method that transforms complex LLM embeddings into logits compatible with our CL framework. We further design an adaptive weight assignment approach that balances the generalization ability of the LLM and the domain expertise of the old CL model. Finally, to comprehensively test the effectiveness of our proposed method, we have also constructed two new surgical VQA datasets that are largely different from existing ones and could be valuable resources for future research. Extensive experimental results on the tested datasets demonstrate the superiority of our method to other advanced CL schemes.


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视觉问答(Visual Question Answering,VQA),是一种涉及计算机视觉和自然语言处理的学习任务。这一任务的定义如下: A VQA system takes as input an image and a free-form, open-ended, natural-language question about the image and produces a natural-language answer as the output[1]。 翻译为中文:一个VQA系统以一张图片和一个关于这张图片形式自由、开放式的自然语言问题作为输入,以生成一条自然语言答案作为输出。简单来说,VQA就是给定的图片进行问答。

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