Research progress on application of ChatGPT in the clinical field

ZHENG Yan， WANG Jie^*， WANG Ge

Henan Provincial People's Hospital/Zhengzhou University People's Hospital， Henan 450003 China

*Corresponding AuthorWANG Jie， E?mail：1085923141@qq.com

KeywordsChatGPT；artificial intelligence；clinical decision?making；health education；review

摘要總結(jié)ChatGPT在臨床領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，從臨床決策支持、病人健康教育與自我管理、醫(yī)護(hù)人員的教育和培訓(xùn)3個方面進(jìn)行綜述，對其在臨床領(lǐng)域中發(fā)展前景進(jìn)行展望，探索ChatGPT在臨床領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和倫理困境。

關(guān)鍵詞ChatGPT；人工智能；臨床決策；健康教育；綜述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.21.019

人工智能（artificial intelligence，AI）因其深度學(xué)習(xí)的技術(shù)、整合大數(shù)據(jù)的能力、敏銳的洞察力，使其在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用^[1?2]。ChatGPT（chat generative pretrained transformer）作為人工智能的一個重要分支，可以生成連貫、語法正確的文本，這是人工智能的重要發(fā)展^[3]，并已對臨床醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響，但國內(nèi)對此領(lǐng)域研究較少。為了更好地了解ChatGPT在臨床領(lǐng)域中的應(yīng)用，現(xiàn)綜述ChatGPT在臨床決策支持、病人健康教育與自我管理、醫(yī)護(hù)人員的教育和培訓(xùn)等方面應(yīng)用的現(xiàn)狀，分析目前應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)和倫理問題，旨在為未來的研究方向提供參考。

1 ChatGPT技術(shù)原理

ChatGPT是OpenAI開發(fā)的一種基于深度學(xué)習(xí)的大型語言模型，是GPT（generative pre?trained transformer）模型的后續(xù)版本，旨在通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)來處理自然語言處理（natural language processing， NLP）任務(wù)。其技術(shù)原理是基于Transformer架構(gòu)的模型。Transformer是一種利用注意力機(jī)制處理序列數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其由多個自注意力層（self?attention layer）和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層組成，能夠有效地處理長文本序列。然后，通過在大規(guī)模的文本數(shù)據(jù)上進(jìn)行無監(jiān)督的預(yù)訓(xùn)練。預(yù)訓(xùn)練完成后，ChatGPT可以通過微調(diào)適應(yīng)特定的任務(wù)和領(lǐng)域。通過微調(diào)，可以將ChatGPT應(yīng)用于不同的場景，如教育、醫(yī)療等領(lǐng)域。最后為對話生成，在應(yīng)用階段，輸入一個開頭或問題后，ChatGPT會自動預(yù)測下一個單詞，并持續(xù)生成連貫的文本，形成自然流暢的對話回答。所以，ChatGPT在自然語言生成方面表現(xiàn)非常出色，能夠根據(jù)輸入的語言文本生成有意義、通順、自然的新文本。2022年11月，基于OpenAI的GPT 3.5首次發(fā)布，隨后在2023年3月基于GPT 4.0發(fā)布了第2個版本。因其用戶界面很簡單，隱藏了所有復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)，更重要的是，它幾乎可以回答所有的問題。因此，ChatGPT首次發(fā)布2個月后，月活躍用戶數(shù)就突破1億人，成為有史以來增長最快的消費類應(yīng)用^[4]。

2 ChatGPT在臨床領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 臨床決策支持

ChatGPT可為醫(yī)護(hù)人員提供臨床決策支持。通過分析病人的病歷和癥狀描述，ChatGPT可以提供可能的診斷和治療選項，幫助醫(yī)護(hù)人員做出明智的臨床決策。另外，病人也可以在ChatGPT中輸入病史和癥狀，獲得關(guān)于疾病的信息，從而可以幫助病人避免因輕微的癥狀而付費咨詢。例如，Hirosawa等^[5]研究評估了ChatGPT 3.0對具有普通內(nèi)科門診常見的臨床主訴鑒別診斷的準(zhǔn)確性，由內(nèi)科醫(yī)生判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)果顯示，ChatGPT 3.0生成的10個鑒別診斷表的總診斷正確率均大于90%，5種鑒別診斷表的總診斷率均高于80%。Yeo等^[6]研究了ChatGPT在回答肝硬化和肝細(xì)胞癌的知識、管理和情感支持方面的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。ChatGPT中164個問題的回答由2名移植肝病學(xué)專家獨立評估，并由第3名專家進(jìn)行審查。研究結(jié)果顯示，ChatGPT對肝硬化和肝細(xì)胞癌相關(guān)知識回答正確率分別為79.1%和74.0%，并且在基礎(chǔ)知識、生活方式和治療方面的表現(xiàn)優(yōu)于診斷和預(yù)防醫(yī)學(xué)。Bilal等^[7]研究通過ChatGPT提出了5個關(guān)于呼吸暫停綜合征的臨床問題，評估了ChatGPT在阻塞性睡眠呼吸暫停病人中的自我診斷能力，結(jié)果顯示，ChatGPT均給出了專業(yè)且正確的判斷。另外，在一項針對607例病人的橫斷面調(diào)查中，探討了在ChatGPT背景下，用戶期望、風(fēng)險回報評估和決策之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，78.4%的受訪者表示愿意使用ChatGPT進(jìn)行自我診斷，說明ChatGPT可以滿足用戶期望^[8]。ChatGPT更高的績效預(yù)期和積極的風(fēng)險回報評估與用戶決策結(jié)果的改善呈正相關(guān)，即認(rèn)為使用人工智能技術(shù)的好處大于潛在風(fēng)險，用戶更傾向于依賴它進(jìn)行決策。

目前，ChatGPT在臨床決策支持方面具有廣泛應(yīng)用前景，但因為它缺乏訓(xùn)練有素的醫(yī)療專業(yè)人員的專業(yè)知識和批判性思維能力^[9]。同時，它依賴于輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量，無法檢查錯誤，所以ChatGPT還不能代替醫(yī)務(wù)人員做決策，但可作為決策輔助工具。未來可通過醫(yī)護(hù)人員和臨床決策系統(tǒng)之間的最佳交互提高診斷的準(zhǔn)確性、效率和安全性。針對病人的自我診斷，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)查使用AI聊天機(jī)器人進(jìn)行自我診斷的長期影響，并探索AI聊天機(jī)器人與其他數(shù)字健康干預(yù)措施的潛在整合，以優(yōu)化病人護(hù)理和結(jié)局。

2.2 病人健康教育與自我管理

ChatGPT可作為病人健康教育輔助工具，提供關(guān)于疾病、治療方案、藥物副作用等方面的信息，并可提供生活方式建議和預(yù)防措施，幫助病人更好地進(jìn)行疾病管理。

Sng等^[10]使用ChatGPT 3.5和ChatGPT 4.0 2個不同版本測試關(guān)于糖尿病自我管理的問題，包括4個領(lǐng)域：飲食和運動、低血糖和高血糖教育、胰島素儲存、胰島素管理。問題以非結(jié)構(gòu)化的方式重復(fù)交互，以模擬真實世界的自然病人交流，結(jié)果顯示，2種版本的回答均簡潔而有條理性，且都使用了通俗易懂的語言。Nakhleh等^[11]使用糖尿病知識問卷（DKQ?24）^[12]對ChatGPT進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，ChatGPT對DKQ?24中的所有問題提供了準(zhǔn)確的回答，這些問題涵蓋了與個人對糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥、血糖控制和基本護(hù)理原則理解相關(guān)的一系列主題，且所提供的解釋詳細(xì)、清楚、易懂。Mika等^[13]研究向ChatGPT提出了10個關(guān)于全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的常見問題，并使用循證方法分析每個問題回答的準(zhǔn)確性，ChatGPT的回答均做到了以證據(jù)為基礎(chǔ)。Sarraju等^[14]研究使用ChatGPT創(chuàng)建了25個關(guān)于心血管預(yù)防保健的知識，包括基本的預(yù)防概念、風(fēng)險因素咨詢、測試結(jié)果和藥物信息，并有3名經(jīng)驗豐富的心血管專家對答案進(jìn)行判斷，結(jié)果顯示，ChatGPT答案正確率達(dá)84%。此外，ChatGPT作為交換式和可訪問的平臺，可將其應(yīng)用到病人溝通工作流程中，以解決病人的詢問并提供個性化信息，使病人能夠積極參與決策過程，并設(shè)定切合實際的期望^[15]。例如，Li等^[16]探討了ChatGPT在乳房重建病人中溝通和教育作用，它可以提供關(guān)于各種乳房重建技術(shù)的準(zhǔn)確和最新信息、自體或植入重建的選擇、潛在的風(fēng)險和并發(fā)癥、恢復(fù)時間表和術(shù)后護(hù)理指導(dǎo)等。此外，ChatGPT還可以作為一種教育工具，為乳房重建病人提供視覺輔助、交互式模擬和前后對比圖像，以促進(jìn)對預(yù)期結(jié)果的更好理解。它可以提供手術(shù)過程的模擬演練，說明所涉及的步驟，并幫助病人可視化潛在的轉(zhuǎn)變。

綜上所述，ChatGPT可作為病人健康教育的輔助工具，與傳統(tǒng)的健康教育方法相比，ChatGPT同時有方便、快速等特點，能節(jié)省醫(yī)療資源和病人時間。此外，傳統(tǒng)的教育方法可能落后于病人疾病管理的最新研究和發(fā)展，可能為病人提供過時或無效的教育和支持^[17?19]。ChatGPT可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)健康教育的缺點。它可緊跟最新研究和最佳實踐，能夠在各種文本源（包括醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)和病人論壇）上進(jìn)行訓(xùn)練。這使ChatGPT能夠為病人提供有關(guān)疾病管理和治療方案的最新相關(guān)信息，可以為病人提供準(zhǔn)確、有效的教育和支持^[20]。但ChatGPT系統(tǒng)的有效性可能取決于病人的數(shù)字素養(yǎng)以及他們理解和駕馭系統(tǒng)的能力。雖然在病人教育中使用ChatGPT有很好的證據(jù)，但關(guān)于這項技術(shù)如何最好地支持病人，還需要進(jìn)一步地研究探索ChatGPT在不同人群中的潛在益處和局限性，例如低健康素養(yǎng)、非英語使用者和合并癥人群。

2.3 教育和培訓(xùn)

醫(yī)學(xué)專業(yè)的熟練程度需要持續(xù)的教育和培訓(xùn)，以跟上醫(yī)療保健領(lǐng)域的最新發(fā)展。ChatGPT除了可以提供臨床決策支持、病人健康教育之外，還可以作為加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員教育和培訓(xùn)的工具^[21]。研究證明，ChatGPT醫(yī)學(xué)知識儲備已達(dá)到三年級醫(yī)學(xué)生的水平，并且在美國執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試中取得了合格的成績^[22]，說明ChatGPT可作為支持學(xué)習(xí)的交互式醫(yī)學(xué)教育工具。此外，ChatGPT平臺有潛力促進(jìn)基于計算機(jī)培訓(xùn)模塊的創(chuàng)建，這些模塊可以復(fù)制真實的臨床情況，使醫(yī)護(hù)人員能夠在沒有實際病人的情況下提高他們的能力并擴(kuò)展他們的專業(yè)知識，并且可以模擬病人之間的互動，使學(xué)生能夠在安全可控的環(huán)境中磨練診斷和溝通技能^[23]，而且不用使用人力成本。例如，Eysenbach等^[15]使用ChatGPT生成交互式模擬，探索糖尿病的潛在機(jī)制癥狀描述；生成概念圖，幫助醫(yī)護(hù)人員組織和可視化糖尿病的不同方面實驗室結(jié)果；生成案例研究，挑戰(zhàn)醫(yī)護(hù)人員將他們的糖尿病知識應(yīng)用于實際的病人中。Khan等^[20]強(qiáng)調(diào)了ChatGPT在提高學(xué)習(xí)成果、促進(jìn)學(xué)習(xí)者和教育者之間的溝通、提供即時反饋、回答問題、幫助知識保留、模擬現(xiàn)實生活場景、評估知識和提高臨床決策技能方面的潛力。

ChatGPT通過提供個性化、互動性和隨時可用的學(xué)習(xí)體驗，具有改變醫(yī)學(xué)教育和培訓(xùn)的潛力。通過為醫(yī)療專業(yè)人員提供必要的技能和知識，ChatGPT可以幫助改善病人的治療效果并推動醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。就像其他聊天機(jī)器人一樣，ChatGPT等更高級的語言模型可以用作教學(xué)助理，用于創(chuàng)建、評估、構(gòu)建多項選擇題或開放式問題、開發(fā)案例研究和審核評分^[3]，將這些曾經(jīng)煩瑣復(fù)雜的任務(wù)將變得可行。然而，雖然ChatGPT是一個強(qiáng)大的語言生成工具，可以作為醫(yī)務(wù)工作者的助手，但它不能取代人類的智能或復(fù)制人類思維的復(fù)雜性^[24]。未來的研究應(yīng)該檢查ChatGPT在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用，并將重點放在開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的評估工具上，以評估這一新興技術(shù)在該領(lǐng)域中的收益和風(fēng)險。

3 ChatGPT在臨床領(lǐng)域中應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)及倫理問題

ChatGPT作為人工智能領(lǐng)域的新興技術(shù)，已在臨床決策支持、病人的健康教育與自我管理、醫(yī)護(hù)人員的教育和培訓(xùn)等領(lǐng)域承擔(dān)了重要角色，一定程度上降低了醫(yī)療保健系統(tǒng)的總體成本和負(fù)擔(dān)，節(jié)約了醫(yī)療資源，減輕了醫(yī)護(hù)人員的工作壓力，為醫(yī)護(hù)人員提供了方便的信息獲取和技能實踐的機(jī)會。但是，目前的研究結(jié)果全部基于英語語種的人群，且多為社論性文章及描述性研究，且在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的技術(shù)及倫理等問題仍待解決。

3.1 技術(shù)方面

ChatGPT模型的準(zhǔn)確性取決于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。如果訓(xùn)練數(shù)據(jù)存在偏差，ChatGPT模型的結(jié)果可能也存在偏差，導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。所以，對醫(yī)護(hù)人員來說，強(qiáng)調(diào)醫(yī)護(hù)人員批判性思維技能的重要性；對病人來說，需要其具備一定健康素養(yǎng)的能力，以便他們有效使用人工智能，區(qū)分準(zhǔn)確信息和虛假信息。另外，ChatGPT依賴的數(shù)據(jù)僅訓(xùn)練到2021年9月^[25]，但是醫(yī)學(xué)的發(fā)展日新月異，缺乏最新信息可能會影響其在臨床實踐中的可用^[26]?？傊?，ChatGPT可以作為臨床實踐的補(bǔ)充工具，而不是替代醫(yī)護(hù)人員提供臨床判斷。同時，應(yīng)及時更新數(shù)據(jù)庫，為醫(yī)護(hù)人員和病人提供基于證據(jù)的最新、最全面的醫(yī)學(xué)知識。

3.2 倫理方面

ChatGPT和其他人工智能一樣，缺乏人類的同情心和人文關(guān)懷，它無法理解情感和情緒上的需求。在某些情況下，這可能導(dǎo)致ChatGPT提供冷漠、不敏感或不合適的回應(yīng)，無法滿足病人在心理和情感上的需求^[27]。另外，醫(yī)療數(shù)據(jù)是病人的隱私信息，如果這些數(shù)據(jù)泄露或被濫用，可能造成嚴(yán)重的后果^[28]。因此，必須實施適當(dāng)?shù)拇胧┍Ｗo(hù)病人的隱私并避免任何潛在的數(shù)據(jù)安全漏洞。在使用ChatGPT技術(shù)時，必須認(rèn)真考慮隱私和安全問題。

3.3 證據(jù)質(zhì)量有待提高

目前，關(guān)于使用ChatGPT支持臨床實踐的有效性證據(jù)仍然有限^[29]。雖然目前初步證據(jù)顯示其在臨床護(hù)理中應(yīng)用效果良好，但文章多以評論性及橫斷面調(diào)查為主，且多集中在醫(yī)療領(lǐng)域，在護(hù)理領(lǐng)域中的應(yīng)用不足。尚未檢索到試驗性研究證明ChatGPT在臨床護(hù)理領(lǐng)域應(yīng)用的有效性、安全性和準(zhǔn)確性^[30]。建議未來進(jìn)行更多高質(zhì)量隨機(jī)對照試驗，驗證其在護(hù)理領(lǐng)域中最佳的應(yīng)用方向，提供更高質(zhì)量的證據(jù)。

4 小結(jié)

綜上所述，ChatGPT作為醫(yī)療行業(yè)的新興技術(shù)，它補(bǔ)充了醫(yī)療保健提供者的專業(yè)知識，并改善了臨床決策和病人護(hù)理。面對ChatGPT功能的局限性，醫(yī)護(hù)人員必須謹(jǐn)慎、主動地應(yīng)對潛在風(fēng)險，以確保病人的安全和質(zhì)量。雖然ChatGPT在應(yīng)用時仍面臨各種挑戰(zhàn)和倫理問題，但人工智能的發(fā)展勢不可擋，相信隨著這些問題被陸續(xù)攻破，ChatGPT能更好地服務(wù)于臨床。

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（本文編輯崔曉芳）

基金項目河南省醫(yī)學(xué)科技攻關(guān)計劃聯(lián)合共建項目，編號：LHGJ20200042

作者簡介鄭燕，副主任護(hù)師，本科

通訊作者王潔，E?mail：1085923141@qq.com

引用信息鄭燕，王潔，王歌.ChatGPT在臨床領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].護(hù)理研究，2024，38（21）：3878?3881.