アルツハイマー病の検出における大規模言語モデル
研究によると、LLMはアルツハイマーケアにおける情報抽出を改善するみたいだね。
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大規模言語モデル(LLM)は、テキストを読み取って理解するための高度な技術を使ったツールだよ。質問に答えたり、アドバイスを生成したり、色々なことができるんだ。医療の分野では、臨床推論を助けるためにこれらのモデルが使われていて、医療試験にも合格できることが示されている。特にアルツハイマー病に関連する臨床ノートから重要な情報を抽出するためにLLMを使うことに大きな関心があるんだ。
医療でLLMを使う理由
医療では、患者のケアに必要な情報を収集することがめっちゃ重要なんだ。LLMが助けられる特定の領域は、特にアルツハイマー病や関連する症状に関する記憶に関連する問題の特定なんだ。これらの病気は、特にマイノリティのグループでは遅れて診断されることが多いから、早期発見が重要なんだ。LLMを使って臨床ノートを分析すると、早期発見に重要な認知テストのスコアを特定するのに役立つんだ。
研究の焦点
この研究では、ChatGPTとLlaMA-2という2つの高度なLLMを見たんだ。目的は、これらのモデルが臨床ノートからMini-Mental State Examination(MMSE)やClinical Dementia Rating(CDR)に関する情報をどれだけうまく抽出できるかを調べることだったんだ。研究者たちは、これらのテストのスコアや実施日などの詳細を集めたかったんだ。
方法論
この研究を行うために、135,000以上の臨床ノートが集められたんだ。これらのノートは、2010年1月から2023年5月までの病院訪問や診察から来ているんだ。そして、MMSEやCDRに言及されたノートだけに絞って34,000以上に絞り込んだんだ。
研究者たちは、765のノートを無作為に選んで分析したんだ。その中には、専門のレビュアーに割り当てられたものもあって、抽出された情報がノートの内容と正確に一致しているかをチェックしたんだ。目的は、ChatGPTとLlaMA-2のパフォーマンスを比較することだったんだ。
モデルの利用
ChatGPTとLlaMA-2の両方が、これらの臨床ノートを処理するために使われたんだ。モデルを実行する前に、ノートをもっとシンプルなテキストフォーマットに整えて、処理中の混乱を避けたんだ。
ChatGPTは、選ばれたノートを調べて認知テストのすべてのインスタンスとその日付を見つけたんだ。この分析の後、処理中にエラーが発生したノートもあったけど、大半はうまく分析されたんだ。
LlaMA-2も、ChatGPTがうまく処理したノートを処理したんだ。両方のモデルが、テストのスコアと日付を正確に見つけることを目指していたんだ。
評価プロセス
22人の訓練を受けた医療専門家のグループが、ChatGPTとLlaMA-2の結果をレビューしたんだ。彼らはモデルが提供したレスポンスの正確さと完全性を評価したんだ。各専門家には臨床ノートのバッチが与えられて、いくつかのノートは複数の専門家によってレビューされて信頼性を確保したんだ。目的は、各モデルが正しい完全なレスポンスを提供するパフォーマンスを確認することだったんだ。
専門家はシンプルなはい/いいえのシステムを使って、モデルが抽出した情報が正しいかどうかを判断したんだ。MMSEとCDRのスコアとそれに関連する日付の正確さを評価することに焦点を当てたんだ。
研究の結果
研究の結果、ChatGPTは必要な情報を抽出するのに非常に良いパフォーマンスを発揮したんだ。MMSEでは約83%、CDRでは約89%の正確さが見られたんだ。このモデルは高い真陰性率を示していて、スコアがないときに正しいことが多かったんだ。
でも、いくつかの課題もあったんだ。ChatGPTはMMSEのスコアを見つけるのが得意だったけど、CDRの結果の特定では時々ミスをして、他のテストと混同しちゃうことがあったんだ。一方、LlaMA-2は全体的にはあまり良くなくて、全ての分野で正確さが低かったんだ。
専門家の合意
レビュアーたちは評価で良いレベルの合意を示していて、結果が信頼できることを示唆しているんだ。彼らはChatGPTの回答がほとんど正確で完全であることを発見していて、LLMが臨床の場で価値のあるツールになり得ることを支持しているんだ。
医療への影響
臨床情報を抽出するのにLLMを使うことで、医療のデータ処理が大幅に改善できるんだ。重要な患者の詳細を集めるプロセスを効率化できて、アルツハイマー病のような病気の早期診断や治療に役立つんだ。これがいい患者の結果や医療リソースのより効率的な利用につながるんだ。
終わりに
この研究は、LLMが臨床ノートから重要な情報を抽出することで医療専門家をサポートする可能性を強調しているんだ。ChatGPTとLlaMA-2は、特にChatGPTがMMSE結果を正しく解析するのにおいて有望な結果を示したんだ。
この研究は、これらのモデルの促進方法をさらに改善して、従来の処理方法と組み合わせることで、もっと効果的になる可能性があることを示唆しているんだ。これが医療に大きな影響を与えて、臨床データの管理と利用に新しいアプローチを提供するかもしれないんだ。
将来の方向性
研究者たちは、この研究を将来の他の言語モデル評価の基準として使い続ける予定なんだ。また、さまざまな医療分野で同じ技術を適用して、どの利用が最も効果的かを評価するつもりなんだ。この調査結果は、医療分野におけるAIツールのさらなる開発と検証が、より良い患者ケアや効率的な健康システムにつながる可能性を示唆しているんだ。
タイトル: Evaluating Large Language Models in Extracting Cognitive Exam Dates and Scores
概要: ImportanceLarge language models (LLMs) are crucial for medical tasks. Ensuring their reliability is vital to avoid false results. Our study assesses two state-of-the-art LLMs (ChatGPT and LlaMA-2) for extracting clinical information, focusing on cognitive tests like MMSE and CDR. ObjectiveEvaluate ChatGPT and LlaMA-2 performance in extracting MMSE and CDR scores, including their associated dates. MethodsOur data consisted of 135,307 clinical notes (Jan 12th, 2010 to May 24th, 2023) mentioning MMSE, CDR, or MoCA. After applying inclusion criteria 34,465 notes remained, of which 765 underwent ChatGPT (GPT-4) and LlaMA-2, and 22 experts reviewed the responses. ChatGPT successfully extracted MMSE and CDR instances with dates from 742 notes. We used 20 notes for fine-tuning and training the reviewers. The remaining 722 were assigned to reviewers, with 309 each assigned to two reviewers simultaneously. Inter-rater-agreement (Fleiss Kappa), precision, recall, true/false negative rates, and accuracy were calculated. Our study follows TRIPOD reporting guidelines for model validation. ResultsFor MMSE information extraction, ChatGPT (vs. LlaMA-2) achieved accuracy of 83% (vs. 66.4%), sensitivity of 89.7% (vs. 69.9%), true-negative rates of 96% (vs 60.0%), and precision of 82.7% (vs 62.2%). For CDR the results were lower overall, with accuracy of 87.1% (vs. 74.5%), sensitivity of 84.3% (vs. 39.7%), true-negative rates of 99.8% (98.4%), and precision of 48.3% (vs. 16.1%). We qualitatively evaluated the MMSE errors of ChatGPT and LlaMA-2 on double-reviewed notes. LlaMA-2 errors included 27 cases of total hallucination, 19 cases of reporting other scores instead of MMSE, 25 missed scores, and 23 cases of reporting only the wrong date. In comparison, ChatGPTs errors included only 3 cases of total hallucination, 17 cases of wrong test reported instead of MMSE, and 19 cases of reporting a wrong date. ConclusionsIn this diagnostic/prognostic study of ChatGPT and LlaMA-2 for extracting cognitive exam dates and scores from clinical notes, ChatGPT exhibited high accuracy, with better performance compared to LlaMA-2. The use of LLMs could benefit dementia research and clinical care, by identifying eligible patients for treatments initialization or clinical trial enrollments. Rigorous evaluation of LLMs is crucial to understanding their capabilities and limitations.
著者: Narges Razavian, H. Zhang, N. Jethani, S. Jones, N. Genes, V. J. Major, I. S. Jaffe, A. B. Cardillo, N. Heilenbach, N. F. Ali, L. J. Bonanni, A. J. Clayburn, Z. Khera, E. C. Sadler, J. Prasad, J. Schlacter, K. Liu, B. Silva, S. Montgomery, E. J. Kim, J. Lester, T. M. Hill, A. Avoricani, E. Chervonski, J. Davydov, W. Small, E. Chakravartty, H. Grover, J. A. Dodson, A. A. Brody, Y. Aphinyanaphongs, A. V. Masurkar
最終更新: 2024-02-13 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.10.23292373
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.10.23292373.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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