利用大型语言模型协作提升甲状腺结节超声诊断的一致性和准确性| 文献速递-基于深度学习的癌症风险预测与疾病预后应用

本文主要是介绍利用大型语言模型协作提升甲状腺结节超声诊断的一致性和准确性| 文献速递-基于深度学习的癌症风险预测与疾病预后应用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Title

题目

Collaborative Enhancement of Consistency and  Accuracy in US Diagnosis of Thyroid Nodules Using  Large Language Models

利用大型语言模型协作提升甲状腺结节超声诊断的一致性和准确性

Background

背景

Large language models (LLMs) hold substantial promise for medical imaging interpretation. However, there is a lack of studies on their feasibility in handling reasoning questions associated with medical diagnosis.

大型语言模型(LLMs)在医学影像解读中具有巨大的潜力。然而,关于其在处理与医学诊断相关的推理问题方面的可行性研究尚不足够。

Method

方法

US images of thyroid nodules with pathologic results were retrospectively collected from a tertiary referral hospital between July 2022 and December 2022 and used to evaluate malignancy diagnoses generated by three LLMs—OpenAI’s ChatGPT 3.5, ChatGPT 4.0, and Google’s Bard. Inter- and intra-LLM agreement of diagnosis were evaluated. Then, diagnostic performance, including accuracy, sensitivity, specificity, and area under the receiver operating characteristic curve (AUC), was evaluated and compared for the LLMs and three interactive approaches: human reader combined with LLMs, image-to-text model combined with LLMs, and an end-to-end convolutional neural network model.

2022年7月至2022年12月期间,从一家三级转诊医院回顾性收集了具有病理结果的甲状腺结节超声图像,并用于评估由三个大型语言模型(LLMs)生成的恶性肿瘤诊断——OpenAI的ChatGPT 3.5、ChatGPT 4.0和Google的Bard。评估了诊断的一致性,包括模型之间和模型内部的一致性。随后对LLMs的诊断性能进行了评估和比较,包括准确性、敏感性、特异性和受试者工作特征曲线下面积(AUC),并比较了三种互动方法:人类读片者与LLMs结合,图像到文本模型与LLMs结合,以及端到端卷积神经网络模型。

Conclusion

结论

LLMs, particularly integrated with image-to-text approaches, show potential in enhancing diagnostic medical imaging. ChatGPT 4.0 was optimal for consistency and diagnostic accuracy when compared with Bard and ChatGPT 3.5.

大型语言模型(LLMs),特别是与图像到文本的方法相结合时,在提升医学影像诊断方面显示出潜力。与Bard和ChatGPT 3.5相比,ChatGPT 4.0在一致性和诊断准确性方面表现最佳。

Results

结果

A total of 1161 US images of thyroid nodules (498 benign, 663 malignant) from 725 patients (mean age, 42.2 years ± 14.1 [SD]; 516 women) were evaluated. ChatGPT 4.0 and Bard displayed substantial to almost perfect intra-LLM agreement (κ range, 0.65–0.86 [95% CI: 0.64, 0.86]), while ChatGPT 3.5 showed fair to substantial agreement (κ range, 0.36–0.68 [95% CI: 0.36, 0.68]). ChatGPT 4.0 had an accuracy of 78%–86% (95% CI: 76%, 88%) and sensitivity of 86%–95% (95% CI: 83%, 96%), compared with 74%–86% (95% CI: 71%, 88%) and 74%–91% (95% CI: 71%, 93%), respectively, for Bard. Moreover, with ChatGPT 4.0, the image-to-text–LLM strategy exhibited an AUC (0.83 [95% CI: 0.80, 0.85]) and accuracy (84% [95% CI: 82%, 86%]) comparable to those of the human-LLM interaction strategy with two senior readers and one junior reader and exceeding those of the human-LLM interaction strategy with one junior reader.

对725名患者(平均年龄42.2岁,标准差±14.1;其中516名女性)的1161张甲状腺结节超声图像(498个良性,663个恶性)进行了评估。ChatGPT 4.0和Bard在模型内部显示出高度至几乎完美的一致性(κ范围为0.65–0.86 [95% CI: 0.64, 0.86]),而ChatGPT 3.5显示出中等至高度一致性(κ范围为0.36–0.68 [95% CI: 0.36, 0.68])。ChatGPT 4.0的准确率为78%–86%(95% CI: 76%, 88%),敏感性为86%–95%(95% CI: 83%, 96%),而Bard的准确率和敏感性分别为74%–86%(95% CI: 71%, 88%)和74%–91%(95% CI: 71%, 93%)。此外,使用ChatGPT 4.0时,图像到文本与LLM结合的策略表现出与两名高级读片者和一名初级读片者的人机交互策略相当的AUC(0.83 [95% CI: 0.80, 0.85])和准确性(84% [95% CI: 82%, 86%]),并且超过了仅有一名初级读片者的人机交互策略的表现。

Figure

图片

Figure 1: Diagram of study profile. The top box depicts three distinct model deployment strategies: human–large language model (LLM) interaction, in which a human reader initially interprets the image and the LLM generates a diagnosis; image-to-text–LLM, which employs an image-to-text model followed by LLM diagnosis; and convolutional neural network (CNN), which uses an end-to-end CNN model for image analysis and diagnosis. The middle box illustrates the analysis of LLM agreement and diagnostic performance using American College of Radiology Thyroid Imaging Reporting and Data System criteria. The bottom box illustrates the comparison of the three strategies in distinguishing between benign and malignant thyroid nodules.

图1:研究概况示意图。顶部框显示了三种不同的模型部署策略:人类与大型语言模型(LLM)的互动,其中人类读片者首先解读图像,然后由LLM生成诊断结果;图像到文本与LLM结合的策略,先使用图像到文本模型,然后由LLM进行诊断;以及卷积神经网络(CNN)策略,使用端到端的CNN模型进行图像分析和诊断。中间框展示了使用美国放射学会甲状腺影像报告和数据系统标准分析LLM的一致性和诊断性能。底部框则展示了三种策略在区分良性和恶性甲状腺结节中的比较。

图片

Figure 2: Flowchart of inclusion and exclusion criteria for patients and US im ages. FNA = fine-needle aspiration.

图2:患者和超声图像的纳入和排除标准流程图。FNA = 细针穿刺。

图片

Figure 3: Screenshots show the input prompts used and responses generated by ChatGPT 3.5 (OpenAI; https://chat.openai.com/) based on a single thyroid nodule. This response was recorded as a diagnosis of malignant.

图3:截图显示了基于单个甲状腺结节使用ChatGPT 3.5(OpenAI;https://chat.openai.com/)的输入提示和生成的响应。此响应被记录为恶性诊断。

图片

Figure 4: Screenshots show the input prompts used and responses generated by ChatGPT 4.0 (OpenAI; https://chat.openai.com/) based on a single thyroid nodule. This response was recorded as a diagnosis of malignant.

图4:截图显示了基于单个甲状腺结节使用ChatGPT 4.0(OpenAI;https://chat.openai.com/)的输入提示和生成的响应。此响应被记录为恶性诊断。

图片

Figure 5: Screenshots show the input prompts used and responses generated by Bard (Google; https://bard.google.com/) based on a single thyroid nodule. This response was recorded as a diagnosis of malignant.

图5:截图显示了基于单个甲状腺结节使用Bard(Google;https://bard.google.com/)的输入提示和生成的响应。此响应被记录为恶性诊断。

Table

图片

Table 1: Demographic and Clinical Characteristics of  Patients

表1:患者的人口统计和临床特征

图片

Table 2: Intra-LLM and Inter-LLM Agreement in Predicting Benign versus Malignant Thyroid Nodules

表2:大型语言模型(LLM)内部及不同LLM之间在预测良性与恶性甲状腺结节方面的一致性分析

图片

Table 3: Performance of Google Bard and ChatGPT 4.0 in Predicting Benign versus Malignant Thyroid Nodules

表3:Google Bard 和 ChatGPT 4.0 在预测良性与恶性甲状腺结节中的表现

图片

Table 4: Performance of Image-to-Text–LLM, Human-LLM Interaction, and CNN Strategies in Predicting Benign versus Malignant Thyroid Nodules

表4:图像到文本-LLM、人类-LLM交互和CNN策略在预测良性与恶性甲状腺结节中的表现

这篇关于利用大型语言模型协作提升甲状腺结节超声诊断的一致性和准确性| 文献速递-基于深度学习的癌症风险预测与疾病预后应用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1099114

相关文章

HarmonyOS学习(七)——UI(五)常用布局总结

自适应布局 1.1、线性布局(LinearLayout) 通过线性容器Row和Column实现线性布局。Column容器内的子组件按照垂直方向排列,Row组件中的子组件按照水平方向排列。 属性说明space通过space参数设置主轴上子组件的间距,达到各子组件在排列上的等间距效果alignItems设置子组件在交叉轴上的对齐方式,且在各类尺寸屏幕上表现一致,其中交叉轴为垂直时,取值为Vert

Ilya-AI分享的他在OpenAI学习到的15个提示工程技巧

Ilya(不是本人,claude AI)在社交媒体上分享了他在OpenAI学习到的15个Prompt撰写技巧。 以下是详细的内容: 提示精确化:在编写提示时,力求表达清晰准确。清楚地阐述任务需求和概念定义至关重要。例:不用"分析文本",而用"判断这段话的情感倾向:积极、消极还是中性"。 快速迭代:善于快速连续调整提示。熟练的提示工程师能够灵活地进行多轮优化。例:从"总结文章"到"用

大模型研发全揭秘:客服工单数据标注的完整攻略

在人工智能(AI)领域,数据标注是模型训练过程中至关重要的一步。无论你是新手还是有经验的从业者,掌握数据标注的技术细节和常见问题的解决方案都能为你的AI项目增添不少价值。在电信运营商的客服系统中,工单数据是客户问题和解决方案的重要记录。通过对这些工单数据进行有效标注,不仅能够帮助提升客服自动化系统的智能化水平,还能优化客户服务流程,提高客户满意度。本文将详细介绍如何在电信运营商客服工单的背景下进行

中文分词jieba库的使用与实景应用(一)

知识星球:https://articles.zsxq.com/id_fxvgc803qmr2.html 目录 一.定义: 精确模式(默认模式): 全模式: 搜索引擎模式: paddle 模式(基于深度学习的分词模式): 二 自定义词典 三.文本解析   调整词出现的频率 四. 关键词提取 A. 基于TF-IDF算法的关键词提取 B. 基于TextRank算法的关键词提取

水位雨量在线监测系统概述及应用介绍

在当今社会,随着科技的飞速发展,各种智能监测系统已成为保障公共安全、促进资源管理和环境保护的重要工具。其中,水位雨量在线监测系统作为自然灾害预警、水资源管理及水利工程运行的关键技术,其重要性不言而喻。 一、水位雨量在线监测系统的基本原理 水位雨量在线监测系统主要由数据采集单元、数据传输网络、数据处理中心及用户终端四大部分构成,形成了一个完整的闭环系统。 数据采集单元:这是系统的“眼睛”,

【前端学习】AntV G6-08 深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)

【课程链接】 AntV G6:深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)_哔哩哔哩_bilibili 本章十吾老师讲解了一个复杂的自定义节点中,应该怎样去计算和绘制图形,如何给一个图形制作不间断的动画,以及在鼠标事件之后产生动画。(有点难,需要好好理解) <!DOCTYPE html><html><head><meta charset="UTF-8"><title>06

学习hash总结

2014/1/29/   最近刚开始学hash,名字很陌生,但是hash的思想却很熟悉,以前早就做过此类的题,但是不知道这就是hash思想而已,说白了hash就是一个映射,往往灵活利用数组的下标来实现算法,hash的作用:1、判重;2、统计次数;

csu 1446 Problem J Modified LCS (扩展欧几里得算法的简单应用)

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题,这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题,在比赛之后请教了队友,然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意:把题意转变下就变成了:求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点:求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个

Andrej Karpathy最新采访:认知核心模型10亿参数就够了,AI会打破教育不公的僵局

夕小瑶科技说 原创  作者 | 海野 AI圈子的红人,AI大神Andrej Karpathy,曾是OpenAI联合创始人之一,特斯拉AI总监。上一次的动态是官宣创办一家名为 Eureka Labs 的人工智能+教育公司 ,宣布将长期致力于AI原生教育。 近日,Andrej Karpathy接受了No Priors(投资博客)的采访,与硅谷知名投资人 Sara Guo 和 Elad G

hdu1394(线段树点更新的应用)

题意:求一个序列经过一定的操作得到的序列的最小逆序数 这题会用到逆序数的一个性质,在0到n-1这些数字组成的乱序排列,将第一个数字A移到最后一位,得到的逆序数为res-a+(n-a-1) 知道上面的知识点后,可以用暴力来解 代码如下: #include<iostream>#include<algorithm>#include<cstring>#include<stack>#in