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ChatGPTと医療の現在地
日本赤十字社医療センター
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概要
先日リリースされた、ChatGPTの新機能"Code Interpreter"を受け、今回のスライド『ChatGPTと医療の現在地」を作成しました。
ChatGPTの出現時と同じくらいの衝撃を受けました。
医療界全体でこの新技術とどう向き合っていくかを考えたいと思っています。
[大切な御共有] 変化が大変速い分野です。 下記から1ヶ月以上空いている場合には、恐れ入りますがご自身でも最新の情報をご確認ください。
本スライドの対象者
医学生／研修医／専攻医／専門医
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テキスト全文
ChatGPTの出現と医療の変化
#1.
ChatGPTと医療の現在地 ⽇本⾚⼗字社医療センター救急科 / アイリス株式会社 沖⼭ 翔 [⼤切な御共有] 変化が⼤変速い分野です。 下記から1ヶ⽉以上空いている場合には、恐れ⼊りますがご⾃⾝でも最新の情報をご確認ください。 last updated on: 2023/7/10
#2.
1 ChatGPTの出現と⽴ち位置 2 個⼈利⽤の⽅法 3 医学⾯の性能 4 社会的意義の考察
#3.
ChatGPTの出現 ChatGPT サム・アルトマン、イーロン・マス クらが⽴ち上げた OpenAI社 ChatGPT(3.5)が、2022年11⽉に 無料開放 リリースの2ヶ⽉後には、史上最速で 全世界での利⽤者数が1億⼈を突破 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 3
ChatGPTとUSMLEの関連性
#4.
ChatGPT以前と、ポストChatGPT 時代の医療 “ChatGPTは、医師にとって 聴診器よりも重要な存在になる” スタンフォード⼤ 医学部教授 Robert M. Pearl （専⾨：組織⾏動論） images cited on: July. 1, 2023, from: Stanford University - https://www.gsb.stanford.edu/faculty-research/faculty/robert-m-pearl 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 4
#5.
ChatGPTとUSMLE（⽶国医師国家試験） (2022.12) GPT 3.5モデルでの検証 USMLEで合格のボーダー付近に到達した 研究チームはオールスター Harvard MGH, ブラウン⼤学, Open AIほか タイトルへの配慮と妙 “Potential for AI-Assisted Medical Education” 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 5
#6.
進化のペースに注意 「古いぞ。2021年までの情報しか学習してない」 その後：「リアルタイム検索できるようになりました」 ChatGPT 「本当か嘘か判断できない」 その後：「ソースを表⽰できるようになりました」 ChatGPT 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 6
ChatGPTの医療用途と利点
#7.
進化のペースに注意 「⽶国医師国家試験には、まだ受かってない」 「合格しました」 ChatGPT その後：「Step 1, 2, 3 すべてに合格しました」 ChatGPT その後： 「トップレベルに近い点数で合格しました」 ChatGPT 「・・・」 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 7
#8.
進化のペースに注意 USMLE 合格ライン 23 この間、3ヶ⽉ images cited on July. 1, 2023 and edited (graph merged) by presenter (Google Research - https://sites.research.google/med-palm/ ) 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 8
#9.
なお⽇本の医師国家試験にも合格 臨床・⼀般・必修問題すべてに合格。 ⾦沢⼤学 野村先⽣ほか による研究（両図） ただし、禁忌可能性のある選択肢も 2021年度の問題によるプロンプトチューニングの後に、 2022年度の問題で性能評価を⾏った images cited on: July. 1, 2023, from: 読売新聞 - https://www.yomiuri.co.jp/science/20230509-OYT1T50319/ 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 9
#10.
ChatGPTの医療⽤途 診察・診療 パラメディカル領域 事務作業 情報収集・論⽂執筆 事前問診 患者向け 説明⽂の作成 薬剤飲合せ の確認 禁忌薬剤 の確認 会議の 議事録取り メール の作成 先⾏研究 のまとめ 新規論⽂の ⾃動収集 鑑別診断 の列挙 治療候補 の列挙 献⽴の⽴案 医療記録から のSOAP分離 アイディア 出し 履歴書添削 論⽂の要約 FAQ形式 での要約 電⼦カルテ の記述補助 退院要約・ 診断書の作成 在宅リハビリ 計画の作成 当直シフト 作成 図表の作成 関数・マクロ の作成 ⽂書の翻訳 英⽂校閲 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 10
大規模言語モデルの概要と応用
#11.
ChatGPTの医療⽤途（分類） 発散的（候補を沢⼭出す） 情報の検索 鑑別診断の列挙 献⽴の⽴案 リハビリ計画素案 アイディア出し 図表の作成 ⽂書の翻訳 機械的 創造的 （期待成果が明瞭） （成果への⾃由度が⾼い） 会議の議事録取り 退院要約作成 ⽂書の校正 問診 カウンセリング ⾃由対話 収束的（出⼒は⼀つ） 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 11
#12.
ChatGPT以外の、⼤規模⾔語モデル (LLM = Large Language Models) 〜 2017 Transformer ⾚枠2箇所は追記。 他は論⽂より引⽤ images cited on July. 1, 2023, from: arXiv - https://arxiv.org/pdf/2303.18223.pdf 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 12
#13.
モデルと学習データセットの統合（Meta社 “LLaMA” の例） • 緑線：モデルの統合 • ⻘線：学習データ統合 images cited on July. 1, 2023, from: arXiv - https://arxiv.org/pdf/2303.18223.pdf 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 13
#14.
3つのワード：AI、⽣成系AI、⼤規模⾔語モデル（LLM）の関係 AI全般 ディープラーニングを⽤いたAI ⽣成系AI ⼤規模⾔語モデル (LLM = Large Language Models) LLMとその製品 • ChatGPT • Bard • Bing • 画像の読影AI • ⾃動運転 • 囲碁AI など ではここは？ 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 14
#15.
様々な「⽣成系AI」 画像の⽣成 動画の⽣成 指⽰に応じた画像をAIが⽣成。 「こういう感じの画像を作って」と伝えても 良いし、元となる画像を⽤意して加⼯させる のも可 指⽰に応じた動画をAIが⽣成。 「こういう感じの動画を作って」も可、 元動画を⽤意して変換させるのも可 例) Midjourney (同), Stable Diffusion (Stability AI) 例) Gen-2 (Runway), Phenaki (Google) ⾳楽の⽣成 ⾳声の⽣成 ⾳楽に欲しい要素を指⽰するとAIが⽣成。 テンポやコードなどの具体的指⽰も良いし、 「明るくて華やかな感じ」なども可 元となる⼈の⾳声をアップロードし、 次にテキストを打ち込むと、 その⼈の声で読み上げをする 例) Jukebox (OpenAI), Music Gen (Meta) 例) VALL-E (Microsoft), Voicebox (Meta) ChatGPTは元々、上記の並びの⼀つである「テキストの⽣成」に属するAI。 この「テキスト⽣成系のAI」モデルのことを⼤規模⾔語モデル（LLM）と総称する 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 15
LLMの開発プロセスと学習データ
#16.
⼤規模⾔語モデル（LLM）の開発プロセス ⼀般会話⽤ 事前学習 個別化 (fine tuning) ⼤量の学習データ ⼤規模⾔語モデル 「そのへん」から、 ある限りもってくる 例：GPT, LLaMA, LaMDA, PaLM 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 医療⽤ ChatGPT Google Bard Hippocratic AI Glass AI BioGPT PubMedGPT で学習 その他特化型LLMは沢⼭ … 16
#17.
LLM（⼤規模⾔語モデル）の学習元データ images cited on July. 1, 2023, from: arXiv - https://arxiv.org/pdf/2303.18223.pdf ウェブサイトが中⼼で、会話データや書籍由来もあり。 ただし会話データや書籍の中⾝、データ由来までは公開されていないものも 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 17
#18.
1 ChatGPTの出現と⽴ち位置 2 個⼈利⽤の⽅法 3 医学⾯の性能 4 社会的意義の考察
ChatGPTの利用手順とプラグイン
#19.
はじめて ChatGPT を使う⼿順 Step 1. https://chat.openai.com → [Sign up] からアカウント作成 Step 2. 右図の⾚枠から質問 以上、無料ですぐに利⽤可能 有料オプション • ⽉額20ドルで下記メリット • GPT-3.5より性能の⾼い、GPT-4 の利⽤ • 応答が速くなる • 「プラグイン（※後述）」が使える 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 19
#20.
ChatGPT のよくある利⽤例とコツ ◯字で要約して ⽇本語に翻訳して メールの返信を書いて アイディアを◯個出して ⻑⽂のテキストを与えると、 定められた字数以内に要約 してくれます。 単なる⾔語翻訳でよければ、 Google翻訳やDeepLをおす すめします。 ChatGPTでは「◯字以内 で」や「関⻄弁で」などの 追加注⽂ができます。 メールを貼付する場合、後 述のセキュリティ対策に加 えて、最低でもメールアド レスや固有名詞ほか秘密情 報を削除するなどの対策を 強く推奨します。 「キャッチコピーを100個 出して」などのリクエスト を遠慮なく出せる点は、⼈ 間との明確な差別化要素で す。 「箇条書きで」 アウトプットの体裁も指⽰ することができます。 「結論、理由、具体例の形 式でまとめて」や「表形式 で◯◯と対⽐して」などの 指⽰も可能です。 「⼦供でもわかるように」 「専⾨⽤語には脚注を」 語彙の選び⽅や⽂体が、く だけて分かりやすくなりま す。 「⼦供」→「10歳」など具 体的に指⽰するほどAIとの 意思疎通が上⼿にできます。 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 ⼤⼈だが専⾨外の⼈に読ま せる⽂書を作りたいときに は、指⽰すれば脚注をつけ てくれます。 「XXのときは質問して」 ChatGPTはそのままだと原 則的に単回で答える仕様。 「追加の情報が必要な場合 は質問して」と伝えておく と、最終的に良い成果にた どり着きやすくなります。 20
#21.
⼊⼒データをAIが学習に使わないようにするオプション 1. Settings（設定）から “OFF” にする（右記 ⾚部） 2. フォームから申請する • “ChatGPT オプトアウト” で検索し、google forms へ • 1-2分で終わる⼿続きです 3. API 経由で利⽤する • エンジニア向け選択肢。詳細略 個⼈情報を “うっかり” ⼊れてしまったときのため、 セキュリティ対策としていずれかを実施推奨 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 21
#22.
「プラグイン」の登場 (2023.3) • OpenAI以外の会社が開発した、「ChatGPT⽤ 機能拡張アプリ」のこと • 「ウェブ検索」や「宿泊施設予約」など、あらゆるアプリが数百個存在 有料版ChatGPTのみで利⽤可能 （事前にSettingsからPluginsを有効化） プラグインストア。ここから選択してインストール 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 22
プラグインの具体例と機能
#23.
プラグインの例①：「WebPilot」によるWeb検索 • ここでは PubMed を指定し、時期、テーマを指⽰しての論⽂検索 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 23
#24.
プラグインの例②：「Tabelog（⾷べログ）」による店舗検索 • 実際の予約可能状況と⼀致 • AIの⼣⾷どきは18:30-20:00 (???) 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 24
#25.
プラグインの例③：「Show Me Diagrams」による図⽰ • 2つのプラグイン（検索 + 図⽰）のコンビネーションもChatGPTが⾃⾝で判断 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 25
#26.
「コード・インタプレター」の登場と衝撃 (2023.7) • OpenAI⾃⾝が開発した、データ分析と可視化に特⻑をもった独⾃プラグイン • ChatGPTが、プログラミングコードやExcelデータを「読める」 • データを「分析する」。分析のための python の「コードを書 いて⾃動で実⾏する」 • 分析結果を「グラフで説明する」 • ChatGPTが苦⼿だった「計算」が、演繹的にできるようになる • 「分析」も「計算」もブラックボックスではなく、どういうプ ログラミングコードを⽤いたかが可視化され、またコメント （解説⾏）付きで表⽰されるため、ダブルチェックも可能 有料版ChatGPTのみで利⽤可能 （事前にSettingsから設定を有効化） 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 26
コード・インタプレーターの機能と影響
#27.
「コード・インタプレター」の登場と衝撃：利⽤例 (1/3) 気象庁のデータベースから、過去5年分の 東京の気象情報をダウンロードしました。 • 13列 × 1800⾏ のデータ です これをChatGPTに⾒せてみます。 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 27
#28.
「コード・インタプレター」の登場と衝撃：利⽤例 (2/3) 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 28
#29.
「コード・インタプレター」の登場と衝撃：利⽤例 (3/3) 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 29
#30.
ChatGPTの注意点 • 幻覚 (Hallucination) • ChatGPTを含む⼤規模⾔語モデル (LLM) は、事実無根のことを、あたかもそれらしく述べることが ある • 著作権侵害 • ChatGPTを含む⽣成系AI全般について、AI⽣成物が既存の著作物と酷似していた場合、その利⽤が 著作権侵害と判断される可能性がある（参考：⽂化庁発⾏pdf『AIと著作権 ー 令和5年6⽉』） • 私的使⽤は含まれない • 未成年者の利⽤ • 利⽤規約にて、「18歳以上である」か、または「13歳以上、かつ、親または法定後⾒⼈の許可があ る」ことが必要と明記されている • すなわち、⼩学⽣はたとえ親の許可があっても利⽤が認められていない 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 30
ChatGPTの性能評価と医師との比較
#31.
1 ChatGPTの出現と⽴ち位置 2 個⼈利⽤の⽅法 3 医学⾯の性能 4 社会的意義の考察
#32.
（スライド再掲）今⽇現在だけの性能を語ることの意味は薄い USMLE 合格ライン 23 この間、3ヶ⽉ images cited on July. 1, 2023 and edited (graph merged) by presenter (Google Research - https://sites.research.google/med-palm/ ) 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 32
#33.
AMA（⽶国医師会）：⽣成AIから患者を守る指針発表 (2023.4) AMAは2018年にも指針 「AIは医療に有⽤。ただし注意して運⽤すべし」 研究・啓蒙・患者保護を重要視 ガイドライン等の作成を準備 AI = Augmented Intelligence AMAは「拡張知能」（×⼈⼯知能）と呼称 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 33
#34.
npj Digital Medicine：医療現場へのAI導⼊研究 (2023.6) 42編のシステマティックレビュー AI導⼊の、阻害因⼦と促進因⼦を調査 阻害因⼦の例： ⾃⼰決定権喪失への恐れ 促進因⼦の例： 医療従事者へのAI活⽤トレーニング 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 34
#35.
JAMA Network Open：ChatGPTの性能評価 (2023.6) 公衆衛⽣/健康管理の質問23点 ChatGPTの成績を評価 適切な回答が得られた割合は91% いずれも科学的根拠に基づく Siri, Alexa, Google Home等と⽐較 適切な回答の割合は 5% に留まる （同⼀質問セットを⽤いた先⾏研究） 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 35
#36.
JAMA Intern Med：ChatGPTと医師の⽐較評価 (2023.4) 回答の、正確性と共感⼒を評価 いずれも ChatGPT が医師を上回る 回答の質：78.5% vs 22.1% ChatGPTが有意に⾼品質（p < 0.001） 回答の共感性：45.1% vs 4.6% ChatGPTが有意に共感的（p < 0.001） ただしテキストのみでの共感性評価 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 36
AIの医療への導入と今後の展望
#37.
JAMA (letter)：NEJMのケース集を元に成績評価 (2023.6) clinicopathological case conference (CPC) NEJM誌における難解な症例セット (CPC) を⽤いて ChatGPTの性能を評価 出題例：神経ベーチェット病、リステリア起炎⼼筋症、 抗メラノーマ分化関連プロテイン5関連⽪膚筋炎、 エリジペロスリックス感染症、 脳アミロイドアンギオ パチー関連炎症 最終成績 - 27例 (39%) で最終診断が完全に⼀致 - 45例 (64%) で鑑別リストに正解が含まれる 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 37
#38.
1 ChatGPTの出現と⽴ち位置 2 個⼈利⽤の⽅法 3 医学⾯の性能 4 社会的意義の考察
#39.
マッキンゼー：⽣成系AIのレポート発⾏ (2023.6) 各ジャンルでAIが⼈間に⽐肩する時期の予想が、 ⽣成系AIの登場によって⼤幅に前倒しに（灰→⻘） images cited on: July. 1, 2023, from: McKinsey Digital - https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/our-insights/the-economic-potential-of-generative-ai-the-next-productivity-frontier 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 39
#40.
マッキンゼー：⽣成系AIのレポート発⾏ (2023.6) 複雑で⾃動化が無理と思われていた領域ほど、 ⽣成系AIによる恩恵の余地が⼤きい images cited on: July. 1, 2023, from: McKinsey Digital - https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/our-insights/the-economic-potential-of-generative-ai-the-next-productivity-frontier 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 40
#41.
⼤規模⾔語モデルの意義を考える 届けられる範囲 ⼤規模 ⾔語モデル 80億⼈ インター ネット 40億⼈ 活版印刷 100⼈〜1億⼈ 1〜10⼈ ⽂字 1⼈の書き⼿ の知識 チャット、会話 検索 本 ⼿紙 その本の著者ら の知識 世界中のウェブ クリエイター 全ての 電⼦⽂書 元となる情報源 対話形式になったため、⾳声⼊⼒を使えば世界の80億⼈全員が利⽤可能 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 41
#42.
AIについてより深く学びたい⽅向けの情報源 • 東⼤ 松尾研が提供するロードマップ • ⼈⼯知能学会のAIマップ • twitter（最速の情報源はツイッター） 再配布・2次利⽤は 可 です。pptx形式のファイルが必要な⽅は個別にご連絡ください。 42
#43.