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# Ciencias de la Salud # Informática sanitaria

Transformando la atención médica: El papel de los LLMs en oncología

Los Modelos de Lenguaje Grande están transformando la oncología al mejorar el análisis de texto y la eficiencia en la investigación.

Paul Windisch, Fabio Dennstädt, Christina Schröder, Daniel R. Zwahlen, Robert Förster

― 8 minilectura


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Los Modelos de Lenguaje Grande (LLMs) son herramientas que pueden entender y generar texto. Han causado bastante revuelo en varios campos, especialmente en la salud. Estos modelos pueden revisar montañas de documentos médicos y extraer información útil. Solo imagina a un bibliotecario súper rápido que puede leer cada artículo médico del mundo, y ya tienes la idea.

¿Qué Son los Modelos de Lenguaje Grande?

Los LLMs son programas de computadora diseñados para procesar el lenguaje humano. Aprenden de un montón de datos textuales, lo que les ayuda a entender cómo se combinan las palabras. Estos modelos pueden ayudar a responder preguntas, resumir textos e incluso generar contenido nuevo. En medicina, son especialmente valiosos porque pueden analizar notas clínicas y trabajos de investigación para obtener información que a los humanos les tomaría mucho más tiempo encontrar.

¿Por Qué Necesitamos Estos Modelos en Medicina?

En la salud, la información lo es todo. Los doctores necesitan mantenerse al día con la última investigación y notas de pacientes. Sin embargo, la literatura médica es densa y compleja, a menudo llena de información que puede ser difícil de interpretar. Aquí es donde los LLMs son útiles. Pueden leer rápidamente una enorme cantidad de datos, ayudando a los profesionales de la salud a tomar decisiones informadas.

El Auge de la Tecnología Transformadora

Recientemente, ha habido emoción por una tecnología llamada transformadores en el mundo de los LLMs. Piensa en los transformadores como un conjunto elegante de engranajes que ayudan a estos modelos a trabajar más eficazmente. Les permiten reconocer patrones en el texto y generar respuestas que parecen naturales.

Los desarrolladores de IA han estado tratando de hacer estos modelos más grandes y mejores, dándoles más datos y aumentando sus capacidades. Es algo así como intentar construir el robot más grande y fuerte. Los robots más grandes pueden levantar cosas más pesadas, pero también necesitan ser lo suficientemente inteligentes como para saber cómo usar esa fuerza correctamente.

Encadenamiento de Pensamientos: Un Nuevo Truco

Una técnica interesante se llama encadenamiento de pensamientos. Este es un método donde se anima a los modelos a pensar en voz alta, mostrando su proceso de razonamiento paso a paso antes de llegar a una conclusión. Imagina que tu calculadora no solo te da la respuesta a un problema matemático, sino que también explica cómo lo logró. Este enfoque puede ayudar a mejorar la precisión de estos modelos sin necesidad de hacerlos más grandes.

Recientemente, OpenAI, una conocida empresa de IA, lanzó una nueva versión de su modelo que utiliza este encadenamiento de pensamientos. Esta versión del modelo ha mostrado resultados impresionantes en tareas como programación y responder preguntas de ciencia. Es como si le hubieran dado al modelo un poco más de potencia cerebral.

Minería de textos en Oncología

Una área específica donde los LLMs están causando impacto es en oncología, que es el estudio del cáncer. La minería de textos en oncología puede ser compleja porque a menudo implica entender términos médicos intrincados y varias formas de describir ensayos de cáncer.

Por ejemplo, los investigadores podrían querer saber si un estudio sobre cáncer incluyó pacientes con enfermedad localizada (cáncer que no se ha propagado) o enfermedad metastásica (cáncer que se ha propagado). La información podría aparecer en diferentes formatos, como sistemas de estadificación médica o términos vagos como "avanzado" o "extensivo." Esta variabilidad puede dificultar que cualquiera—ya sea humano o máquina—clasifique los ensayos de manera precisa.

Un Nuevo Desafío: Probar los LLMs

Recientemente, los investigadores se propusieron probar el rendimiento del último modelo de OpenAI contra su hermano mayor, GPT-4o. Querían ver si el nuevo modelo podría hacerlo mejor al predecir si los pacientes con enfermedad localizada o metastásica estaban incluidos en los ensayos de cáncer. En lugar de usar toda una biblioteca de estudios, seleccionaron 600 resúmenes de ensayos de cáncer de las principales revistas médicas.

La idea era ver si el nuevo modelo podría entender mejor los resúmenes y dar información precisa sobre la elegibilidad de los pacientes. Este proceso de prueba es bastante similar a un examen escolar, pero en lugar de lápices y papel, usaron modelos de IA avanzados y artículos de investigación médica.

¿Cómo Probaron los Modelos?

Para probar los modelos, los investigadores les enviaron indicaciones específicas. Para GPT-4o, le pidieron clasificar los resúmenes según si incluían pacientes con enfermedad localizada y metastásica. Este modelo tuvo un buen desempeño, devolviendo de manera consistente el formato de respuesta deseado. Para el nuevo modelo, le dieron tanto las instrucciones como el resumen ya que en ese momento no soportaba una indicación separada.

Monitorearon cómo se desempeñaron los dos modelos, observando métricas como precisión y exactitud. Querían ver con qué frecuencia los modelos identificaban correctamente la elegibilidad de los pacientes a partir de los resúmenes y qué errores cometían.

Resultados del Experimento

Los resultados fueron bastante reveladores. El modelo más nuevo no solo superó al modelo anterior, sino que también mostró mejor precisión al leer los resúmenes. En términos simples, lo hizo mejor al seleccionar los detalles correctos que importaban para clasificar los ensayos.

Específicamente, mientras que GPT-4o logró una sólida puntuación F1 (una medida de precisión), el nuevo modelo la superó significativamente al determinar si los pacientes con enfermedad localizada eran elegibles. Los números reflejaron que el nuevo modelo podía manejar mejor las sutilezas del lenguaje utilizado en los resúmenes.

Clasificaciones Perdidas: Un Análisis Más Cercano

Sin embargo, la prueba no fue un camino de rosas. Los investigadores notaron algunas instancias donde el nuevo modelo cometió errores. Por ejemplo, algunos resúmenes usaron un lenguaje ambiguo. Palabras como "avanzado" o "recurrente" podrían confundir al modelo, llevando a errores en la clasificación. Un lector humano podría entender el contexto completo, pero el modelo tenía limitaciones.

Durante su inspección, los investigadores encontraron que muchos de los errores cometidos por el nuevo modelo provenían de su incapacidad para evaluar correctamente ciertas palabras clave. Esto era similar a cuando malinterpretes mensajes de texto y no captas el significado detrás de las palabras. El nuevo modelo tuvo su buena cantidad de "malentendidos."

Comparación de Costos: ¿Vale la Pena?

Curiosamente, también se evaluaron los costos involucrados en el uso de estos modelos. El antiguo GPT-4o era considerablemente más barato de operar que el nuevo modelo. En el mundo de la IA, la asequibilidad importa. Para los investigadores con un presupuesto limitado, seguir con un modelo más antiguo y rentable puede ser tentador, incluso si ofrece una precisión ligeramente menor.

Un Vistazo a Posibilidades Futuras

Entonces, ¿qué significa todo esto? A medida que los LLMs continúan mejorando, tienen un gran potencial para la minería de textos en oncología y más allá. Podrían ayudar a investigadores y clínicos a filtrar información médica más rápido y con mayor precisión.

Además, aunque el nuevo modelo lo hizo mejor en muchos aspectos, todavía hay margen de mejora. Los falsos positivos y los problemas con el lenguaje ambiguo muestran que aún queda trabajo por hacer antes de que estos modelos puedan igualar o superar la comprensión a nivel humano.

Conclusión: El Camino por Delante

En resumen, los LLMs se están convirtiendo rápidamente en herramientas esenciales en el campo de la salud, especialmente en oncología. Los avances continuos muestran promesas para hacer que el análisis de textos sea más inteligente y eficiente. Aunque los modelos más nuevos pueden tener un precio más alto, su rendimiento mejorado sugiere que podrían valer la pena para tareas específicas.

Con más desarrollo y ajuste fino, estos modelos podrían volverse aún más hábiles para navegar en las complejidades de la literatura médica. El viaje de la IA en la medicina apenas está comenzando, y parece que será un paseo emocionante. ¡Quién sabe, tal vez algún día las computadoras rivalicen con los humanos en leer e interpretar textos médicos—cuidado, doctores!

Mientras tanto, solo podemos esperar que estos modelos no empiecen a escribir dramas médicos; con todos los giros y vueltas en oncología, ¡eso podría ser un poco exagerado!

Fuente original

Título: Reasoning Models for Text Mining in Oncology - a Comparison Between o1 Preview and GPT-4o

Resumen: PurposeChain-of-thought prompting is a method to make a Large Language Model (LLM) generate intermediate reasoning steps when solving a complex problem to increase its performance. OpenAIs o1 preview is an LLM that has been trained with reinforcement learning to create such a chain-of-thought internally, prior to giving a response and has been claimed to surpass various benchmarks requiring complex reasoning. The purpose of this study was to evaluate its performance for text mining in oncology. MethodsSix hundred trials from high-impact medical journals were classified depending on whether they allowed for the inclusion of patients with localized and/or metastatic disease. GPT-4o and o1 preview were instructed to do the same classification based on the publications abstracts. ResultsFor predicting whether patients with localized disease were enrolled, GPT-4o and o1 preview achieved F1 scores of 0.80 (0.76 - 0.83) and 0.91 (0.89 - 0.94), respectively. For predicting whether patients with metastatic disease were enrolled, GPT-4o and o1 preview achieved F1 scores of 0.97 (0.95 - 0.98) and 0.99 (0.99 - 1.00), respectively. Conclusiono1 preview outperformed GPT-4o for extracting if people with localized and or metastatic disease were eligible for a trial from its abstract. o1 previewss performance was close to human annotation but could still be improved when dealing with cancer screening and prevention trials as well as by adhering to the desired output format. While research on additional tasks is necessary, it is likely that reasoning models could become the new state of the art for text mining in oncology and various other tasks in medicine.

Autores: Paul Windisch, Fabio Dennstädt, Christina Schröder, Daniel R. Zwahlen, Robert Förster

Última actualización: Dec 8, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24318592

Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24318592.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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