| 文章标题 | CoD, Towards an Interpretable Medical Agent using Chain of Diagnosis | |||||
| 发表日期 | 2024.9.15 | |||||
| 文章地址 | https://arxiv.org/abs/2407.13301 |
1.文章解决的问题
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诊断过程透明性缺失：LLMs 在医疗诊断时类似于黑箱操作，虽能给出诊断结果，却难以清晰呈现如何从患者症状推导出该结论，未展示排除其他疾病及确定诊断疾病的依据与程度，致使医生与患者对诊断可靠性存疑，难以判定其是否契合医学分析与伦理准则。
解决方法：诊断链（CoD）阐明诊断思维过程，为医生提供支持其临床决策的诊断途径，并确保大语言模型（LLM）的决策符合合理分析和伦理标准。
2.文章的贡献
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引入诊断链，提高LLM在疾病诊断中的可解释性
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使用COD，构建了DiagnosisGPT，可支持9604种疾病的自动诊断
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推出诊断基准:DxBench，具有1148个真实病例，涵盖461种疾病，经过人工验证并从公共医患对话中得出
3.方法
可解释性(系统中的每个组件都可以被单独被解释)：
透明性，模型是如何工作的
事后解释，一个模型可以为人类提供的信息和功能
通过5个不同的步骤反映医生的思维过程，揭示了每个决定背后的一系列想法
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症状抽取，记录到S中
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疾病召回和知识整合，从已知的的疾病数据库中检索与症状S最相关的前K种疾病D’
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诊断推理，对每一种可能的疾病D‘，通过S和D’计算出T诊断推理过程
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置信度评估，利用生成的S，D'，T生成一个置信度分布C，该分布显示了模型倾向于诊断每种疾病的置信程度
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决策制定，根据置信度分布和预设的置信度阈值 τ，CoD 决定是直接进行疾病诊断还是继续进行症状询问，大于阈值直接进行疾病诊断；小于阈值继续进行症状询问
患者病历合成的过程
4.案例分析
第一轮咨询
用户：我感觉不舒服，活动能力下降，有时会出现麻木或刺痛感。
DiagnosisGPT：
分析患者症状：“运动障碍”，“感觉障碍”
根据提供的信息，可能的诊断包括：
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“周围神经病变”，通常表现为自主神经功能障碍，感觉障碍...
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“多发性系统萎缩”，通常表现为小脑共济失调，皮质减少...
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“周围神经损伤”，通常表现为感觉障碍，营养问题...
诊断推理：
患者主要表现出运动障碍和感觉障碍。周围神经病变... 周围神经损伤主要涉及感觉和运动障碍，但通常不直接表现为自主神经功能障碍。因此，多发性系统萎缩的可能性高于周围神经病变，而周围神经损伤的可能性较小。
诊断置信度：
{"周围神经病变": 0.35, "多发性系统萎缩": 0.45, "周围神经损伤": 0.2}（基础疾病）
诊断信息不足。需要额外的症状询问：
你的手和脚感觉冷吗？
第二轮咨询
用户：是的，我的手和脚倾向于感到冷。
DiagnosisGPT：
分析患者症状：（获取新症状）“运动障碍”，“感觉障碍”，“四肢冰冷”
根据提供的信息，可能的诊断包括：（重新搜索疾病）
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“周围神经病变”，通常表现为自主神经功能障碍，感觉障碍...
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“多发性系统萎缩”，通常表现为小脑共济失调，皮质减少...
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“脊髓损伤”，通常表现为运动功能障碍，膀胱功能障碍，脊髓...
诊断推理：
患者表现出... 四肢冰冷的存在进一步支持周围神经病变的诊断。与多发性系统萎缩相比... 这种情况通常包括更广泛的系统性症状，如自主神经功能障碍和运动障碍，这些在这位患者中没有特别提到。脊髓损伤... 然而，目前没有足够的信息来明确建议脊髓损伤。因此，这些症状最接近周围神经病变。
诊断置信度：（在症状询问后，目标疾病的置信度增加）
{"周围神经病变": 0.6, "多发性系统萎缩": 0.3, "脊髓损伤": 0.1}
诊断：（做出诊断）
你可能患有周围神经病变。建议积极治疗潜在疾病，改善营养，纠正任何维生素缺乏，并避免接触有害金属和药物...
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