Avancées en IA pour répondre aux questions médicales
Med-PaLM 2 améliore vraiment la précision des réponses en info médicale.
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Table des matières
- À propos de Med-PaLM 2
- Points forts de la performance
- Importance du langage dans les soins de santé
- Travaux et résultats précédents
- Améliorations clés de Med-PaLM 2
- Évaluation du modèle
- Contributions de Med-PaLM 2
- Travaux connexes
- Cadre d'évaluation
- Résultats de l'évaluation
- Conclusion
- Directions futures
- Source originale
Dans le domaine de la médecine, avoir des réponses fiables aux questions est super important. C'est pour ça qu'on développe des systèmes avancés qui peuvent fournir des infos médicales précises. Le dernier de nos recherches, c'est Med-PaLM 2, un nouveau modèle conçu pour répondre mieux aux questions médicales que son prédécesseur, Med-PaLM. Ce nouveau modèle montre des promesses pour améliorer la façon dont l'intelligence artificielle interagit avec les sujets médicaux.
À propos de Med-PaLM 2
Med-PaLM 2 s'appuie sur le modèle précédent, en utilisant un modèle de base de langage plus récent et mieux. On a affiné ce modèle spécifiquement pour les sujets médicaux. Le but, c'est de s'assurer qu'il produise des réponses sûres et utiles, surtout quand il s'agit d'infos médicales sensibles.
Points forts de la performance
Med-PaLM 2 a montré des résultats impressionnants dans divers tests. Par exemple, il a atteint une Précision de 86,5 % en répondant à des questions similaires à celles de l'examen médical de licence aux États-Unis. Dans une étude comparant les réponses de Med-PaLM 2 à celles de médecins, notre modèle a été préféré dans huit des neuf catégories. Ça montre que Med-PaLM 2 comprend mieux les questions médicales et fournit des réponses plus pertinentes.
Importance du langage dans les soins de santé
La communication est au cœur des soins médicaux. Patients et fournisseurs de soins se fient à des informations claires et précises pour prendre des décisions importantes. Les modèles de langage modernes permettent aux systèmes d'IA de comprendre et de communiquer de manière à améliorer l'expérience patient. Ce développement est essentiel pour améliorer les interactions entre humains et IA dans les soins de santé.
Travaux et résultats précédents
Dans nos recherches antérieures, on s'est concentré sur la création de références pour évaluer comment ces modèles d'IA peuvent répondre aux questions médicales. On a introduit un ensemble diversifié de questions couvrant divers sujets médicaux, la santé des consommateurs et la recherche. On a constaté que même si Med-PaLM montrait des résultats prometteurs, il y avait encore besoin d'amélioration pour garantir que les réponses de l'IA soient sûres et en accord avec les valeurs humaines.
La version originale, Flan-PaLM, avait le potentiel de bien gérer les questions à choix multiples. Cependant, lorsqu'elle était évaluée par des humains, on a découvert qu'elle ne répondait pas toujours à nos normes de sécurité et de qualité pour des réponses plus longues et ouvertes. Pour améliorer ces résultats, on a utilisé de nouvelles techniques pour affiner le modèle, ce qui a donné naissance à Med-PaLM 2.
Améliorations clés de Med-PaLM 2
Med-PaLM 2 est conçu pour être meilleur que son prédécesseur. Il utilise des méthodes avancées pour comprendre et raisonner sur les problèmes médicaux. Le nouveau modèle a montré une amélioration de 19 % de la performance sur des tests spécifiques. De plus, Med-PaLM 2 a atteint ou dépassé les meilleurs résultats dans plusieurs références de questions médicales, y compris celles qui évaluent des sujets cliniques.
Évaluation du modèle
Bien que les tests de référence fournissent des informations précieuses, ils ne capturent pas comment le modèle performe dans des scénarios réels nécessitant des réponses nuancées. Pour y remédier, on a appliqué des évaluations humaines rigoureuses, où des médecins et des gens ordinaires ont noté la qualité des réponses fournies par le modèle. Cela a impliqué d'examiner divers aspects des réponses, y compris la précision, la capacité de raisonnement et le potentiel de préjudice.
On a également introduit deux nouveaux ensembles de données visant à identifier les limites du modèle. Ces ensembles se concentraient sur des questions difficiles qui pourraient mener à des préjudices ou contenir des biais. Lors des évaluations, on a trouvé que Med-PaLM 2 performait systématiquement mieux que son prédécesseur dans toutes les catégories.
Contributions de Med-PaLM 2
Nouveau modèle de langage médical : Med-PaLM 2 est construit sur une version améliorée du modèle de base, montrant des gains substantiels en performance.
Affinement en ensemble : On a introduit une nouvelle stratégie de demande qui aide le modèle à améliorer ses capacités de raisonnement en considérant plusieurs réponses avant d'arriver à une réponse finale.
Performance à la pointe : Dans plusieurs références de questions médicales à choix multiples, Med-PaLM 2 a obtenu les meilleurs scores, indiquant une solide connaissance des sujets médicaux.
Évaluation Humaine : Les professionnels de la santé ont noté les réponses longues de Med-PaLM 2 plus haut que celles des médecins et du modèle précédent dans plusieurs catégories pertinentes.
Nouveaux ensembles de données adversariales : On a développé deux nouveaux ensembles de questions conçus pour tester les limites et le potentiel de biais et de préjudice du modèle. Med-PaLM 2 a montré une réduction significative des risques de préjudice par rapport à la version précédente.
Travaux connexes
La croissance de l'IA dans le domaine de la santé a récemment attiré l'attention. De nombreux modèles de langage plus petits ont été conçus en utilisant des données médicales spécifiques. Ces modèles ont également montré des améliorations de performance sur des références de questions médicales.
Cependant, des modèles plus grands, comme GPT-3 et Flan-PaLM, ont fait de grands progrès en peu de temps. Ces modèles ont été évalués pour leur capacité à répondre à des questions cliniques et à gérer des scénarios médicaux. Les résultats ont montré que bien que ces modèles puissent bien performer, ils manquent parfois de l'alignement spécifique nécessaire pour des réponses médicales.
Med-PaLM et Med-PaLM 2 visent à tirer parti à la fois des connaissances étendues des modèles généralistes et des besoins spécifiques du domaine médical, garantissant des réponses sûres et précises.
Cadre d'évaluation
Pour évaluer la performance de Med-PaLM 2, on a utilisé un cadre d'évaluation multidimensionnel. Cela implique d'analyser les réponses à des questions à choix multiples et des questions ouvertes. Les aspects clés de l'évaluation incluent :
Questions à choix multiples : On a utilisé des ensembles de données établis pour mesurer comment le modèle performe dans les réponses à des questions médicales standard.
Questions ouvertes : On a évalué comment le modèle répond à des questions plus complexes, où des explications détaillées sont nécessaires.
Tests adversariaux : On a introduit des questions difficiles qui se concentrent sur des sujets sensibles. Cela aide à évaluer la capacité du modèle à gérer des situations qui pourraient mener à de la désinformation ou des préjudices.
Évaluations humaines : Tant les professionnels de la santé que des non-experts ont noté les réponses selon plusieurs critères, comme la clarté, la véracité et le potentiel de préjudice.
Résultats de l'évaluation
En évaluant l'efficacité de Med-PaLM 2, on a constaté que c'était une amélioration significative par rapport au modèle précédent. Dans une variété de scénarios de test, Med-PaLM 2 a systématiquement mieux performé à travers différentes références.
Questions à choix multiples
Med-PaLM 2 a atteint des taux de précision élevés sur diverses références à choix multiples. Par exemple, sur des tests similaires à l'examen de licence médicale aux États-Unis, il a obtenu des résultats exceptionnels, surpassant de nombreux modèles existants.
Réponses longues
Quand il s'agit de réponses longues, les évaluateurs humains ont noté Med-PaLM 2 favorablement par rapport à la fois au modèle précédent et aux réponses des médecins. Le modèle a été reconnu pour fournir des réponses plus détaillées et complètes, souvent préférées pour leur clarté et leur pertinence.
Questions adversariales
Lors des tests avec des ensembles de données adversariales conçues pour détecter des biais et des problèmes de sécurité, Med-PaLM 2 a surpassé le modèle précédent. Cela indique qu'on avance dans la bonne direction en ce qui concerne la sécurité et la fiabilité des réponses médicales de l'IA.
Conclusion
Dans l'ensemble, les avancées réalisées avec Med-PaLM 2 marquent une étape importante dans l'utilisation de l'IA pour répondre aux questions médicales. Grâce à des tests et à une évaluation rigoureuse, on a démontré que Med-PaLM 2 peut fournir des réponses fiables, sûres et pertinentes tant pour les questions médicales standard que pour des demandes plus complexes.
Les résultats de nos évaluations suggèrent qu'à mesure que l'IA continue de se développer, elle répondra de plus en plus aux besoins des prestataires de soins de santé et des patients. À l'avenir, la recherche continue se concentrera sur le perfectionnement de ces modèles, s'assurant qu'ils respectent les normes élevées nécessaires pour des applications concrètes dans les milieux de santé.
Directions futures
En avançant, il est essentiel de continuer à peaufiner la façon dont on évalue l'IA dans les contextes médicaux. Développer de meilleurs cadres d'évaluation et élargir les types de questions posées sera critique. De plus, comprendre comment ces modèles interagissent avec des scénarios médicaux réels aidera à garantir qu'ils sont utilisés de manière responsable.
Il y a une large gamme de besoins en informations médicales, et au fur et à mesure qu'on élargit nos recherches, on se concentrera sur la satisfaction de ces besoins tout en veillant à la sécurité des patients. Cela impliquera une collaboration avec des professionnels de la santé et des parties prenantes pour garantir les meilleurs résultats pour tous les concernés.
À mesure que l'IA s'intègre de plus en plus dans le secteur de la santé, une amélioration et une évaluation continues seront nécessaires pour maintenir la confiance et assurer le bien-être des patients qui s'appuient sur ces systèmes pour obtenir des informations médicales précises.
Titre: Towards Expert-Level Medical Question Answering with Large Language Models
Résumé: Recent artificial intelligence (AI) systems have reached milestones in "grand challenges" ranging from Go to protein-folding. The capability to retrieve medical knowledge, reason over it, and answer medical questions comparably to physicians has long been viewed as one such grand challenge. Large language models (LLMs) have catalyzed significant progress in medical question answering; Med-PaLM was the first model to exceed a "passing" score in US Medical Licensing Examination (USMLE) style questions with a score of 67.2% on the MedQA dataset. However, this and other prior work suggested significant room for improvement, especially when models' answers were compared to clinicians' answers. Here we present Med-PaLM 2, which bridges these gaps by leveraging a combination of base LLM improvements (PaLM 2), medical domain finetuning, and prompting strategies including a novel ensemble refinement approach. Med-PaLM 2 scored up to 86.5% on the MedQA dataset, improving upon Med-PaLM by over 19% and setting a new state-of-the-art. We also observed performance approaching or exceeding state-of-the-art across MedMCQA, PubMedQA, and MMLU clinical topics datasets. We performed detailed human evaluations on long-form questions along multiple axes relevant to clinical applications. In pairwise comparative ranking of 1066 consumer medical questions, physicians preferred Med-PaLM 2 answers to those produced by physicians on eight of nine axes pertaining to clinical utility (p < 0.001). We also observed significant improvements compared to Med-PaLM on every evaluation axis (p < 0.001) on newly introduced datasets of 240 long-form "adversarial" questions to probe LLM limitations. While further studies are necessary to validate the efficacy of these models in real-world settings, these results highlight rapid progress towards physician-level performance in medical question answering.
Auteurs: Karan Singhal, Tao Tu, Juraj Gottweis, Rory Sayres, Ellery Wulczyn, Le Hou, Kevin Clark, Stephen Pfohl, Heather Cole-Lewis, Darlene Neal, Mike Schaekermann, Amy Wang, Mohamed Amin, Sami Lachgar, Philip Mansfield, Sushant Prakash, Bradley Green, Ewa Dominowska, Blaise Aguera y Arcas, Nenad Tomasev, Yun Liu, Renee Wong, Christopher Semturs, S. Sara Mahdavi, Joelle Barral, Dale Webster, Greg S. Corrado, Yossi Matias, Shekoofeh Azizi, Alan Karthikesalingam, Vivek Natarajan
Dernière mise à jour: 2023-05-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.09617
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.09617
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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