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L'impact de la clarté des instructions sur l'IA dans la santé

Une étude montre l'importance de donner des instructions claires pour l'IA dans les milieux cliniques.

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Les grands modèles de langage (LLMs) sont des outils qui peuvent comprendre et générer du texte qui ressemble à du langage humain. Ils peuvent réaliser diverses tâches quand on leur donne des Instructions en langage simple. Cependant, une étude récente montre que ces modèles sont sensibles à la façon dont les instructions sont formulées, surtout dans le domaine Médical. C'est un gros souci puisque les professionnels de la santé n'ont généralement pas d'expérience dans la création de requêtes pour ces modèles, et des résultats inexactes pourraient avoir des conséquences graves sur les soins aux patients.

Importance de la clarté des instructions en santé

Dans le domaine médical, la clarté de la communication est cruciale. Si un médecin donne une instruction à un modèle qui n'est pas claire ou formulée différemment, la Performance du modèle peut varier énormément. Ça devient problématique car cela peut mener à des erreurs dans le diagnostic ou le traitement des patients. L'étude soulève une question essentielle : à quel point la manière dont nous formulons les instructions influence-t-elle la performance des LLMs dans des tâches Cliniques ?

Aperçu de l'étude

Les chercheurs ont collecté différentes instructions de la part de professionnels de la santé pour divers tâches cliniques. Ils voulaient voir à quel point plusieurs LLMs étaient sensibles à ces variations naturelles dans la formulation des instructions. Les résultats ont révélé qu'il y a des différences marquées dans la performance des modèles selon la façon dont les demandes étaient formulées.

Résultats sur la performance des modèles

L'étude a testé sept LLMs différents, à la fois généraux et spécialisés pour un usage clinique. Étonnamment, les modèles spécifiquement formés sur des données médicales ont moins bien performé que les modèles généraux. Même de petits changements dans la formulation des instructions ont conduit à des différences notables dans la performance du modèle. Par exemple, une tâche liée à la prévision de la mortalité des patients a montré des niveaux de performance variables selon la façon dont la demande était formulée.

Impact sur l'Équité des prédictions médicales

Un des aspects les plus préoccupants des résultats concerne la façon dont différentes instructions peuvent mener à un traitement injuste. En examinant des tâches comme la prévision de la survie d'un patient durant un séjour à l'hôpital, la performance du modèle variait selon les groupes démographiques. Par exemple, le modèle agissait différemment pour les patients Blancs par rapport aux patients non-Blancs. Ces disparités mettent en évidence le risque que des changements subtils dans la formulation des requêtes puissent entraîner des résultats de santé inégaux, affectant de manière disproportionnée certains groupes.

Conception expérimentale

Pour évaluer la sensibilité des modèles à différentes formulations, les chercheurs ont mis en place un cadre expérimental. Ils se sont concentrés sur dix tâches de classification clinique et six tâches d'extraction d'informations prises dans une grande base de données contenant des dossiers de patients. Un groupe diversifié de professionnels de la santé a été recruté pour créer des requêtes pour ces tâches, permettant une large gamme de styles d'instructions.

Résultats des tâches de classification clinique

Les résultats ont montré que les modèles variaient considérablement dans leur réponse à différentes instructions. Les chercheurs ont documenté la performance de chaque modèle sous les meilleures et pires requêtes pour des tâches comme la prévision de la probabilité qu'un patient souffre d'abus de drogue. Les différences de performance pouvaient être significatives, atteignant parfois jusqu'à 0,6 points en précision.

Comprendre la robustesse des modèles

Les résultats soulèvent également des questions sur la robustesse de ces modèles face à différentes formulations d'instructions. Alors que certains modèles ont bien performé avec les meilleures requêtes, d'autres ont montré un haut degré d'imprévisibilité. Ce manque de cohérence est particulièrement problématique dans des environnements cliniques où les enjeux sont élevés et les résultats peuvent grandement affecter la santé des patients.

Notes cliniques et leurs défis

Les notes cliniques viennent avec leur lot de défis. Souvent, ces notes sont informelles et peuvent contenir des erreurs, des abréviations ou du jargon médical spécialisé. Ça rend difficile pour les modèles entraînés sur des textes plus soignés de bien performer. Les chercheurs ont noté que les modèles généraux géraient généralement mieux ces notes que leurs homologues cliniques, ce qui soulève des questions sur l'efficacité réelle des modèles spécialisés dans des situations du monde réel.

Variations de performance selon les tâches

En examinant diverses tâches comme la prévision de mortalité et l'extraction de drogues, les chercheurs ont constaté que les modèles généraux surpassaient systématiquement les modèles cliniques. Bien que certains modèles spécialisés aient montré du potentiel, ils échouaient souvent en termes de cohérence de performance. Cette incohérence peut rendre risqué le recours à ces modèles pour des tâches cliniques.

Investigation de l'aspect équité

Les chercheurs ont également examiné comment la formulation des instructions influençait l'équité des prédictions du modèle. Ils ont trouvé que les modèles montraient des différences significatives de performance en fonction des démographies raciales et de genre des patients. Cette découverte met en lumière le besoin urgent de prudence lors de l'utilisation de ces modèles dans des contextes médicaux, où une mauvaise sortie pourrait entraîner un traitement inégal pour différents groupes démographiques.

Implications pratiques pour les cliniciens

L'étude souligne la nécessité pour les professionnels de la santé d'être conscients de la façon dont ils formulent leurs instructions en utilisant des LLMs. Il est crucial pour les cliniciens de comprendre que de petits changements dans le wording peuvent entraîner des différences significatives dans la performance de ces modèles. En étant attentifs à cette sensibilité, les fournisseurs de soins de santé peuvent aider à réduire le risque d'erreurs qui pourraient impacter les soins aux patients.

Recommandations pour les travaux futurs

Étant donné les résultats, il est clair qu'il y a un besoin de recherches supplémentaires pour améliorer la robustesse des LLMs, surtout dans les environnements cliniques. Les chercheurs sont encouragés à développer des méthodes qui peuvent rendre ces modèles plus fiables et équitables. Cela inclut la formation de modèles sur des ensembles de données plus divers qui reflètent la complexité du monde réel des notes cliniques.

Conclusion

Cette recherche met en lumière la sensibilité des LLMs réglés sur les instructions aux variations dans la formulation, particulièrement dans le domaine médical. Les idées soulevées posent des questions importantes sur la fiabilité et l'équité de ces modèles en pratique. À mesure que les professionnels de la santé intègrent de plus en plus les LLMs dans les workflows cliniques, il est essentiel d'être prudent et conscient de la manière dont la formulation peut affecter la performance des modèles et, en fin de compte, les résultats des patients. L'étude appelle à l'action pour améliorer ces technologies, afin d'assurer qu'elles puissent offrir des soins équitables à tous les patients.

Source originale

Titre: Open (Clinical) LLMs are Sensitive to Instruction Phrasings

Résumé: Instruction-tuned Large Language Models (LLMs) can perform a wide range of tasks given natural language instructions to do so, but they are sensitive to how such instructions are phrased. This issue is especially concerning in healthcare, as clinicians are unlikely to be experienced prompt engineers and the potential consequences of inaccurate outputs are heightened in this domain. This raises a practical question: How robust are instruction-tuned LLMs to natural variations in the instructions provided for clinical NLP tasks? We collect prompts from medical doctors across a range of tasks and quantify the sensitivity of seven LLMs -- some general, others specialized -- to natural (i.e., non-adversarial) instruction phrasings. We find that performance varies substantially across all models, and that -- perhaps surprisingly -- domain-specific models explicitly trained on clinical data are especially brittle, compared to their general domain counterparts. Further, arbitrary phrasing differences can affect fairness, e.g., valid but distinct instructions for mortality prediction yield a range both in overall performance, and in terms of differences between demographic groups.

Auteurs: Alberto Mario Ceballos Arroyo, Monica Munnangi, Jiuding Sun, Karen Y. C. Zhang, Denis Jered McInerney, Byron C. Wallace, Silvio Amir

Dernière mise à jour: 2024-07-12 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.09429

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.09429

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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