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Avaliação de Risco Assistida por IA para COVID-19

Uma nova ferramenta de IA ajuda a avaliar o risco de COVID-19 através das conversas com pacientes.

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Entender os riscos à saúde é importante pra lidar com doenças como a COVID-19. Este artigo fala sobre uma nova maneira de avaliar o risco de doenças usando IA que pode conversar com as pessoas. Esse sistema ajuda médicos e pacientes a se comunicarem melhor sem precisar de programação complexa ou grandes quantidades de Dados.

O Papel da IA na Saúde

A IA, especialmente os modelos de linguagem grandes (LLMs), estão se tornando mais úteis na saúde. Esses modelos conseguem lidar com diferentes tipos de informações, incluindo texto escrito e dados de pacientes. Em vez de precisar de muitos dados pra treinamento, eles aprendem rapidinho só com alguns exemplos. Isso é bom quando não tem muita informação disponível.

Como Esse Sistema de IA Funciona

O sistema que estamos discutindo cria conversas entre pacientes e IA. Quando alguém responde perguntas sobre sua saúde, a IA pode avaliar o risco de ter COVID-19 severa. Isso rola Em tempo real, facilitando pros pacientes receberem um retorno imediato.

Ajustando Modelos de IA

Pra fazer a IA funcionar melhor nessa tarefa, a gente ajusta modelos pré-treinados. Esse processo envolve dar à IA exemplos do que buscar nas respostas. Os modelos são testados contra métodos tradicionais, como Regressão Logística e Random Forest, pra ver como se saem.

Design da Aplicação Móvel

A IA tá incorporada em um app móvel que tanto pacientes quanto provedores de saúde podem usar. Os pacientes podem responder perguntas sobre sua saúde no app, e com base nas respostas, a IA dá uma avaliação de risco. Os provedores de saúde também têm acesso a esses resultados pra tomar decisões informadas.

Coletando Dados

Os dados pra esse projeto foram coletados de hospitais onde crianças foram tratadas por COVID-19. A gravidade da doença foi determinada com base na necessidade de suporte extra, como oxigênio ou ventilação. Essa informação ajuda a IA a entender como avaliar o risco.

Formato dos Dados

Os dados coletados estão estruturados de um jeito que permite que a IA processe de forma eficaz. Cada resposta do paciente é organizada em um formato binário (sim/não) que indica a presença ou ausência de sintomas severos.

Usando IA pra Avaliação de Risco

A IA usa informações dos pacientes pra avaliar risco sem precisar de muito código ou preparação de dados. Processando as respostas em tempo real, o sistema consegue analisar os riscos à saúde rapidamente.

Interação com os Pacientes

Quando os pacientes usam o app, a IA faz perguntas sobre sua saúde. As respostas são analisadas na hora pra determinar se há um risco significativo de gravidade da COVID-19. Isso ajuda a gerenciar o tratamento e recursos de maneira mais eficaz.

Comparando IA com Métodos Tradicionais

Métodos tradicionais de Avaliação de Riscos à saúde geralmente exigem grandes conjuntos de dados e informações estruturadas. Em contraste, o modelo de IA mostra que pode se sair bem com poucos dados.

Desempenho em Testes

Quando comparado a métodos tradicionais, a IA se saiu melhor, mesmo com amostras de treinamento limitadas. Isso destaca a eficácia do uso de LLMs na saúde pra avaliar riscos em tempo real.

Principais Recursos do Sistema de IA

Análise em Tempo Real

Um dos pontos fortes do sistema de IA é sua capacidade de fornecer análise em tempo real. Os pacientes recebem um retorno imediato sobre seus riscos à saúde, o que ajuda a entender melhor sua situação.

Análise de Importância de Recursos

A IA vai além de apenas dar uma pontuação de risco. Ela também explica quais fatores contribuíram pra avaliação. Esse recurso é benéfico tanto pra pacientes quanto pra clínicos, já que oferece uma visão sobre o processo de tomada de decisão.

Experiência do Usuário com o App Móvel

O app móvel foi projetado pra ser fácil de usar. Os pacientes podem rapidamente inserir suas informações de saúde, e a IA cuida do resto. Eles veem sua avaliação de risco, e os clínicos conseguem monitorar as avaliações de todos os pacientes em um só lugar.

Estrutura do Banco de Dados

O app utiliza um banco de dados estruturado pra gerenciar as informações e respostas dos usuários. Essa organização garante que os dados sejam facilmente acessíveis e gerenciáveis.

Resultados dos Testes do Sistema de IA

O sistema de IA foi testado em diferentes configurações pra avaliar seu desempenho. Ele mostrou resultados promissores, especialmente em cenários com dados limitados.

Métricas de Desempenho

Quando avaliado em comparação com métodos tradicionais, o sistema de IA não só se igualou, mas superou o desempenho em muitos casos, especialmente em ambientes com poucos dados.

Direções Futuras

À medida que a tecnologia avança, há mais potencial pra usar IA generativa na saúde. Sistemas futuros poderiam envolver uma coleta de dados mais contínua, proporcionando avaliações ainda mais precisas.

Melhorando a Robustez do Modelo

Embora o sistema de IA atual mostre potencial, ainda há desafios pra enfrentar. Garantir que o modelo permaneça confiável e preciso, mesmo quando confrontado com ataques adversariais, é crucial pra aplicações de saúde seguras.

Conclusão

IA generativa apresenta uma nova e eficaz abordagem pra avaliar riscos à saúde, especialmente pra doenças como a COVID-19. Com a capacidade de analisar respostas dos pacientes e fornecer feedback imediato, essa tecnologia pode melhorar a comunicação e a tomada de decisões na saúde. Melhoria contínua e mais pesquisas vão ajudar a refinar esses sistemas, tornando-os ainda mais valiosos na gestão de riscos à saúde.

Fonte original

Título: Generative LLM Powered Conversational AI Application for Personalized Risk Assessment: A Case Study in COVID-19

Resumo: Large language models (LLMs) have shown remarkable capabilities in various natural language tasks and are increasingly being applied in healthcare domains. This work demonstrates a new LLM-powered disease risk assessment approach via streaming human-AI conversation, eliminating the need for programming required by traditional machine learning approaches. In a COVID-19 severity risk assessment case study, we fine-tune pre-trained generative LLMs (e.g., Llama2-7b and Flan-t5-xl) using a few shots of natural language examples, comparing their performance with traditional classifiers (i.e., Logistic Regression, XGBoost, Random Forest) that are trained de novo using tabular data across various experimental settings. We develop a mobile application that uses these fine-tuned LLMs as its generative AI (GenAI) core to facilitate real-time interaction between clinicians and patients, providing no-code risk assessment through conversational interfaces. This integration not only allows for the use of streaming Questions and Answers (QA) as inputs but also offers personalized feature importance analysis derived from the LLM's attention layers, enhancing the interpretability of risk assessments. By achieving high Area Under the Curve (AUC) scores with a limited number of fine-tuning samples, our results demonstrate the potential of generative LLMs to outperform discriminative classification methods in low-data regimes, highlighting their real-world adaptability and effectiveness. This work aims to fill the existing gap in leveraging generative LLMs for interactive no-code risk assessment and to encourage further research in this emerging field.

Autores: Mohammad Amin Roshani, Xiangyu Zhou, Yao Qiang, Srinivasan Suresh, Steve Hicks, Usha Sethuraman, Dongxiao Zhu

Última atualização: 2024-09-23 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.15027

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.15027

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

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