综述:生成式人工智能在炎症性肠病中的应用:一项系统综述

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Digestive and Liver Disease 4.0

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  本文系统回顾了生成式人工智能(AI)在炎症性肠病(IBD)中的应用。研究发现,生成式 AI 在患者教育、决策支持和研究构思方面有一定潜力,但准确性、一致性等问题仍需专家监督,为该领域研究和临床应用提供参考。

  

引言


炎症性肠病(IBD)包含克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC),是一类慢性胃肠道疾病,全球有数百万人受其困扰,且发病率呈上升趋势。IBD 由免疫介导,会引发消化道炎症,导致腹痛、腹泻、便血等肠道症状,还可能出现贫血、发热、疲劳、体重下降等全身症状,严重时会引发结直肠癌、住院甚至手术等并发症 。

IBD 不仅会造成身体残疾,还会限制患者的社会和经济活动,影响其教育、就业及心理社会功能。由于 IBD 表现多样、病程难以预测,在诊断、治疗和长期管理方面都面临巨大挑战。在药物选择、治疗顺序以及针对特殊患者群体(如老年人、合并症患者、孕妇)的最佳治疗策略等关键问题上,缺乏明确的证据支持,国际指南也存在矛盾之处。

近年来,人工智能(AI)技术快速发展,为医疗领域带来了创新机遇。生成式 AI,包括大语言模型(LLMs)和聊天机器人(如 ChatGPT),在医学各领域展现出应用潜力。它能生成类似人类的文本、分析大量数据,有望改变医患关系。

在 IBD 管理方面,生成式 AI 可用于分析临床数据、提高诊断准确性、预测疾病发作、优化医患沟通、制定个性化治疗方案以及改善患者教育。例如,未来 AI 聊天机器人能为患者提供 24 小时不间断的症状管理和用药指导;LLMs 可帮助临床医生解读海量医学文献,辅助循证决策;还能对非结构化医疗数据进行高效整合和分析,提高临床工作效率;此外,生成式 AI 还能通过分析大规模数据集,提出研究假设,加速科研进程。

然而,AI 在医疗领域的应用也面临诸多挑战,如确保生成信息的准确性和可靠性、解决隐私和伦理问题,以及与现有医疗系统的整合等。本系统综述旨在综合评估生成式 AI 在 IBD 中的应用,明确其应用前景、面临的挑战以及研究空白,为该领域的研究和临床应用提供参考。

背景:人工智能与生成式人工智能


人工智能通常指机器模拟人类认知功能的能力,包括学习、推理、决策和语言理解等。随着时间推移,AI 发展出多个分支领域,机器学习(ML)是其中之一。ML 模型通过从数据中学习模式进行预测或分类,在特定任务中表现出色,但应用于新问题时往往需要大量重新训练。

生成式 AI 是 AI 领域的新兴分支,它能够基于给定的数据生成全新的内容,如文本、图像等。在医学领域,生成式 AI 具有独特的应用价值,为疾病管理提供了新的思路和方法。

文献检索详情


本研究按照 PRISMA 指南进行系统文献回顾。检索协议依据 PRISMA-P 指南制定,并在 Open Science Framework 上注册(doi:10.17605/OSF.IO/74RVN)。

研究人员全面检索了 PubMed 和 Embase 数据库,筛选 2020 年至 2024 年间发表的、关于生成式 AI 在 IBD 领域应用的研究。检索时使用了炎症性肠病和人工智能相关的检索词。

结果


由于符合纳入标准的研究数量有限(n = 8),且不同研究在方法、结果测量和使用的 AI 工具等方面存在差异,无法进行荟萃分析。因此,研究人员采用系统综述的方法,对现有证据进行总结和综合分析。

这 8 项研究涵盖了生成式 AI 在 IBD 领域的多个应用方向:5 项聚焦于患者教育,2 项涉及决策支持,1 项用于研究构思。

在患者教育方面,ChatGPT 的表现可圈可点。有研究显示,其回复清晰准确,准确率高达 84.2% ,但有时存在一致性不足的问题。这意味着在向患者传达信息时,可能会出现前后不一致的情况,影响患者对疾病知识的理解和掌握。

决策支持方面,ChatGPT 在溃疡性结肠炎严重程度分类上,与临床医生评估的符合率达到 80%;在基于指南的发育异常管理方面,符合率为 87.8% 。这表明 ChatGPT 在辅助临床决策方面具有一定的参考价值,但与专业医生的判断仍存在差距。

研究构思方面,ChatGPT 生成的问题相关性较高(平均得分:4.9 ± 0.26)且表述清晰(4.8 ± 0.41),但特异性(2.86/5)和原创性(1.07/5)较低。这说明它能为研究提供一些思路,但在提出独特、精准的研究问题上还有待提高。

结论


本系统综述首次全面评估了生成式 AI 在 IBD 管理中的应用,客观分析了其在临床实践中的潜在优势和局限性。研究结果表明,生成式 AI 在患者教育、临床决策支持和研究构思等不同领域具有多样的应用价值。

生成式 AI 在提升患者教育方面具有显著优势,能够为患者提供清晰准确的疾病信息,有助于患者更好地了解自身疾病,提高自我管理能力。然而,其准确性、一致性以及信息可能过时等问题不容忽视,在临床应用前需要专家进行严格监督和审核,确保为患者和临床医生提供可靠的信息。这一研究为未来生成式 AI 在 IBD 领域的研究和临床应用指明了方向,推动该领域朝着更加安全、有效的方向发展。

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