医療画像診断におけるChatGPTの役割を評価する
ChatGPTはMRIスキャンから脳腫瘍の診断を手助けするのに期待が持てるね。
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最近、ChatGPTみたいな大規模言語モデル(LLM)がテクノロジーの大きな話題になってるよね。これらのモデルは、賢いコンピュータ技術を使って人間の言語を読み書きするんだ。テキストを理解して生成する能力がかなり進んでて、いろんな用途、特に医療分野での注目を集めてる。
医療画像の分野、特に放射線科では、GPTシリーズが期待されてるんだ。研究者たちは、これらのモデルが医師が医療画像から病状を診断するのにどう役立つかを調べてる。例えば、ChatGPTが脳腫瘍のMRIスキャンをもとに可能性のある診断を提案できるかテストされたんだ。目標は、これが医師の普段の診療を支えられるかどうかを探ること。
診断の課題
医師が患者と向き合うとき、正確な診断をするのが難しいことがよくあるんだ。画像結果をもとに正しい結論を見つけるのには多くの時間や考慮が必要になるし、もしChatGPTがそのプロセスを手助けできるなら、医療専門家にとって貴重なサポートになるかもしれない。そこで、研究者たちは実際の脳腫瘍のMRIレポートを使って、ChatGPTに可能性のある診断を提案させたんだ。同じことを経験豊富な放射線科医のグループにもやってもらって、入力と出力を比較した。
研究の概要
この研究は倫理委員会から承認を得て倫理ガイドラインに従った。分析対象のレポートは標準的な臨床実践の一環だったので、患者の同意は不要だった。研究者たちは、特に脳腫瘍に関連するMRIスキャンに焦点を当てて、手術や薬の計画に重要なデータを扱ったんだ。
データ収集
研究チームは、ある病院で一年間に作成されたMRIの結果を集めたんだ。過去に手術を受けていた患者のケースは除外して、新鮮なデータだけを使った。関連する画像結果は簡略化され、正確さを確保するために2人の経験豊富な放射線科医によって確認された。ここでの目標は、ChatGPTと放射線科医が偏りなく作業できる明確な情報セットを作ることだった。
研究におけるChatGPTの使い方
プロセスとしては、ChatGPTに簡略化されたMRIの所見のリストを渡して、3つの可能な診断を提案させたんだ。それぞれの診断は、その可能性の高い順に順位付けされた。研究者たちは、一般の放射線科医と神経放射線科医を含む5人の医師にも同じことで答えてもらった。
出力の評価
ChatGPTと放射線科医の診断がどれだけ正確だったかを確認するために、最終診断と手術によって確認された実際の診断を比較した。提案が既存の真実と一致するかを確認したんだ。また、2人の放射線科医がChatGPTや他の放射線科医からの全出力をレビューして、正確さを確認した。言い回しは違うかもしれないけど、意味は同じだってことを理解してた。
統計分析
研究者たちは、ChatGPTと放射線科医が最終診断やいくつかの可能性を示した診断(鑑別診断)でどれだけ正しかったかを計算して分析した。結果に重要な差があるかを確認するために特定の統計テストを使ったんだ。
研究の結果
研究では、69の症例を除外して99のレポートを分析した。最終診断を確認したところ、ChatGPTの正確性は75%だった。放射線科医たちは、ある医師が69%、別の医師が82%、次は66%、4人目が75%、最後の医師が64%の結果を出した。これらの結果は、ChatGPTがいくつかの放射線科医よりも良いパフォーマンスを示したことを示してる。
鑑別診断については、ChatGPTが95%の正確性を持ってよく機能した。一方、放射線科医たちは74%から88%の範囲だった。特に、神経放射線科医のレポートを見たとき、ChatGPTは一般の放射線科医のレポートを読むときよりも高い正確性を持ってたんだ。それでも、提案のパフォーマンスは元の執筆者に関わらず強力だった。
違いを理解する
結果は、ChatGPTが神経放射線科医のレポートでより良く機能したことを示してる。なぜなら、これらのレポートはより詳細で正確である傾向があり、それがChatGPTがより良い判断をするのに役立ったと考えられるから。ただし、いくつかの可能性を示す点で、一般の放射線科医のレポートでも効果的だったってことは、あまり詳しくない文書でも重要な情報を見つけられる能力を示してる。
実用的な応用
研究の結果は、ChatGPTが臨床現場で役立つツールになり得ることを示唆してる。神経放射線科医にとってはセカンドオピニオンとして役立ち、最終的な診断決定をサポートするかもしれない。一般の放射線科医にとっては、診断の手がかりを理解したり、特に複雑なケースや不明なケースに直面したときに鑑別診断を生成したりするのに役立つかもしれない。
重要なのは、ChatGPTからのインサイトは、経験豊富な同僚や専門家との相談に取って代わるべきではないってこと。最終決定を行う際のいくつかのリソースの一つとして使うべきなんだ。
研究の限界
この研究にはいくつかの制限があった。臨床レポートの言い回しだけを見て、追加の患者情報や画像自体は考慮してなかったから、実際の環境での分析の正確さに影響を与えるかもしれない。また、この研究は一つの病院だけで行われたため、データは偏ってる可能性がある。複数の機関でこれらの結果を確認して、信頼性を確認するのが有益だと思われる。
結論
ChatGPTは脳腫瘍の診断においてMRIレポートを基に強い可能性を示した。時には経験豊富な放射線科医と同等のパフォーマンスを発揮することが分かった。それは、こういったモデルが日常の医療実践で重要な役割を果たす可能性があることを示唆してる。特に鑑別診断の生成に関してはね。この研究の前向きな結果は、様々な医療分野や画像タイプにおけるLLMのさらなる評価につながるかもしれない。最終的には、患者や専門家の診断精度と効率を向上させる医療ツールの開発につながるだろう。
今後の方向性
今後は、ChatGPTが異なる医療分野や状態でどのように効果的に活用できるかを評価するためのさらなる研究が必要だ。目標は、様々な環境で信頼性のあるサポートを提供できるようにツールを洗練させること。これにより、医療がより正確で、関わるすべての人にとってよりアクセスしやすくなるような進展が期待できる。
タイトル: Comparative Analysis of ChatGPT's Diagnostic Performance with Radiologists Using Real-World Radiology Reports of Brain Tumors
概要: BackgroundLarge Language Models like Chat Generative Pre-trained Transformer (ChatGPT) have demonstrated potential for differential diagnosis in radiology. Previous studies investigating this potential primarily utilized quizzes from academic journals, which may not accurately represent real-world clinical scenarios. PurposeThis study aimed to assess the diagnostic capabilities of ChatGPT using actual clinical radiology reports of brain tumors and compare its performance with that of neuroradiologists and general radiologists. MethodsWe consecutively collected brain MRI reports from preoperative brain tumor patients at Osaka Metropolitan University Hospital, taken from January to December 2021. ChatGPT and five radiologists were presented with the same findings from the reports and asked to suggest differential and final diagnoses. The pathological diagnosis of the excised tumor served as the ground truth. Chi-square tests and Fishers exact test were used for statistical analysis. ResultsIn a study analyzing 99 radiological reports, ChatGPT achieved a final diagnostic accuracy of 75% (95% CI: 66, 83%), while radiologists accuracy ranged from 64% to 82%. ChatGPTs final diagnostic accuracy using reports from neuroradiologists was higher at 82% (95% CI: 71, 89%), compared to 52% (95% CI: 33, 71%) using those from general radiologists with a p-value of 0.012. In the realm of differential diagnoses, ChatGPTs accuracy was 95% (95% CI: 91, 99%), while radiologists fell between 74% and 88%. Notably, for these differential diagnoses, ChatGPTs accuracy remained consistent whether reports were from neuroradiologists (96%, 95% CI: 89, 99%) or general radiologists (91%, 95% CI: 73, 98%) with a p-value of 0.33. ConclusionChatGPT exhibited good diagnostic capability, comparable to neuroradiologists in differentiating brain tumors from MRI reports. ChatGPT can be a second opinion for neuroradiologists on final diagnoses and a guidance tool for general radiologists and residents, especially for understanding diagnostic cues and handling challenging cases. SummaryThis study evaluated ChatGPTs diagnostic capabilities using real-world clinical MRI reports from brain tumor cases, revealing that its accuracy in interpreting brain tumors from MRI findings is competitive with radiologists. Key resultsO_LIChatGPT demonstrated a diagnostic accuracy rate of 75% for final diagnoses based on preoperative MRI findings from 99 brain tumor cases, competing favorably with five radiologists whose accuracies ranged between 64% and 82%. For differential diagnoses, ChatGPT achieved a remarkable 95% accuracy, outperforming several of the radiologists. C_LIO_LIRadiology reports from neuroradiologists and general radiologists showed varying accuracy when input into ChatGPT. Reports from neuroradiologists resulted in higher diagnostic accuracy for final diagnoses, while there was no difference in accuracy for differential diagnoses between neuroradiologists and general radiologists. C_LI
著者: Daiju Ueda, Y. Mitsuyama, H. Tatekawa, H. Takita, F. Sasaki, A. Tashiro, O. Satoshi, S. L. Walston, Y. Miki
最終更新: 2023-10-28 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.27.23297585
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.27.23297585.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。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。