論文の概要: Development and Testing of a Novel Large Language Model-Based Clinical Decision Support Systems for Medication Safety in 12 Clinical Specialties

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.01741v2
• Date: Sat, 17 Feb 2024 21:13:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 03:09:16.190371
• Title: Development and Testing of a Novel Large Language Model-Based Clinical Decision Support Systems for Medication Safety in 12 Clinical Specialties
• Title（参考訳）: 新規大規模言語モデルに基づく医薬品安全のための臨床判断支援システムの開発と試験
• Authors: Jasmine Chiat Ling Ong, Liyuan Jin, Kabilan Elangovan, Gilbert Yong San Lim, Daniel Yan Zheng Lim, Gerald Gui Ren Sng, Yuhe Ke, Joshua Yi Min Tung, Ryan Jian Zhong, Christopher Ming Yao Koh, Keane Zhi Hao Lee, Xiang Chen, Jack Kian Chng, Aung Than, Ken Junyang Goh, Daniel Shu Wei Ting
• Abstract要約: 本稿では, 安全な薬剤処方をサポートするために, 臨床診断支援システム (CDSS) として, 新規な検索言語モデル (LLM) フレームワークを導入する。 本研究は、12の異なる医療・外科専門分野の23の臨床ヴィグネットに61のプリスクリプティングエラーシナリオを組み込んだ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.963266190903893
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Importance: We introduce a novel Retrieval Augmented Generation (RAG)-Large Language Model (LLM) framework as a Clinical Decision Support Systems (CDSS) to support safe medication prescription. Objective: To evaluate the efficacy of LLM-based CDSS in correctly identifying medication errors in different patient case vignettes from diverse medical and surgical sub-disciplines, against a human expert panel derived ground truth. We compared performance for under 2 different CDSS practical healthcare integration modalities: LLM-based CDSS alone (fully autonomous mode) vs junior pharmacist + LLM-based CDSS (co-pilot, assistive mode). Design, Setting, and Participants: Utilizing a RAG model with state-of-the-art medically-related LLMs (GPT-4, Gemini Pro 1.0 and Med-PaLM 2), this study used 61 prescribing error scenarios embedded into 23 complex clinical vignettes across 12 different medical and surgical specialties. A multidisciplinary expert panel assessed these cases for Drug-Related Problems (DRPs) using the PCNE classification and graded severity / potential for harm using revised NCC MERP medication error index. We compared. Results RAG-LLM performed better compared to LLM alone. When employed in a co-pilot mode, accuracy, recall, and F1 scores were optimized, indicating effectiveness in identifying moderate to severe DRPs. The accuracy of DRP detection with RAG-LLM improved in several categories but at the expense of lower precision. Conclusions This study established that a RAG-LLM based CDSS significantly boosts the accuracy of medication error identification when used alongside junior pharmacists (co-pilot), with notable improvements in detecting severe DRPs. This study also illuminates the comparative performance of current state-of-the-art LLMs in RAG-based CDSS systems.
• Abstract（参考訳）: 重要性: 安全な医薬品処方をサポートするために, 臨床決定支援システム (CDSS) として, 新規な検索言語モデル (LLM) フレームワークを導入する。 目的: LLMをベースとしたCDSSの有効性を評価するため, 臨床・外科領域の多種多様な患者用ヴィグネットの薬物的誤りを, 人手による根本真理の導出に対して正しく同定する。 LLMをベースとしたCDSS単独(完全自律型)とジュニア薬剤師+LCMをベースとしたCDSS(コパイロット,補助型)を比較した。 デザイン, 設定, 参加者: 最先端の医療関連LSM (GPT-4, Gemini Pro 1.0, Med-PaLM 2) を用いたRAGモデルを用いて, 12種類の医療・外科専門分野の23の複合臨床用ヴィグネットに61のシナリオを組み込んだ。 PCNE分類による薬物関連問題 (DRPs) と, NCC MERP の薬剤エラー指標を用いた重症度/潜在的な評価を行った。 比較した。 RAG-LLM は LLM 単独よりも優れていた。 コパイロットモードを採用すると、精度、リコール、F1スコアが最適化され、中等度から重度のDRPを識別する効果が示された。 RAG-LLMによるDRP検出の精度はいくつかのカテゴリーで向上したが、精度は低下した。 結論】RAG-LLMをベースとしたCDSSは中等薬理士(co-pilot)と併用した場合の薬物誤認の精度を著しく向上させ,重度のDRPの検出において顕著な改善が認められた。 また, RAGを用いたCDSSシステムにおいて, 現状LLMの性能比較を行った。

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