Mèsi pou vizite Nature.com. Vèsyon an nan navigatè w ap itilize gen limite CSS sipò. Pou pi bon rezilta, nou rekòmande lè l sèvi avèk yon vèsyon plus nan navigatè ou a (oswa vire sou mòd konpatibilite nan Internet Explorer). Nan entre -temps la, asire sipò kontinyèl, nou ap montre sit la san yo pa manier oswa JavaScript.
Aplikasyon nan klinik entèlijans atifisyèl (AI) yo ap grandi byen vit, men ki deja egziste kourikoulòm lekòl medikal ofri ansèyman limite ki kouvri zòn sa a. Isit la nou dekri yon kou fòmasyon entèlijans atifisyèl nou devlope ak lage nan elèv medikal Kanadyen ak fè rekòmandasyon pou fòmasyon nan lavni.
Entèlijans atifisyèl (AI) nan medikaman ka amelyore efikasite nan travay ak èd nan klinik pran desizyon. Pou gide san danje pou yo sèvi ak entèlijans atifisyèl, doktè yo dwe gen kèk konpreyansyon sou entèlijans atifisyèl. Anpil kòmantè defann anseye AI konsèp1, tankou eksplike modèl AI ak pwosesis verifikasyon2. Sepandan, kèk plan estriktire yo te aplike, espesyalman nan nivo nasyonal la. Pinto Dos Santos et al.3. 263 elèv medikal yo te fè sondaj ak 71% te dakò ke yo bezwen fòmasyon nan entèlijans atifisyèl. Ansèyman entèlijans atifisyèl nan yon odyans medikal mande pou konsepsyon atansyon ki konbine konsèp teknik ak ki pa teknik pou elèv ki souvan gen anpil konesans anvan. Nou dekri eksperyans nou an fournir yon seri de AI atelye a twa gwoup elèv medikal ak fè rekòmandasyon pou lavni edikasyon medikal nan AI.
Entwodiksyon senk-semèn nou an nan entèlijans atifisyèl nan Atelye Medsin pou elèv medikal yo te fèt twa fwa ant fevriye 2019 ak avril 2021. Yon orè pou chak atelye, ak yon deskripsyon tou kout sou chanjman nan kou a, yo montre nan Figi 1. Kou nou an genyen Twa objektif aprantisaj prensipal: elèv yo konprann ki jan done yo trete nan aplikasyon pou entèlijans atifisyèl, analize literati a entèlijans atifisyèl pou aplikasyon pou klinik, ak pran avantaj de opòtinite yo kolabore ak enjenyè devlope entèlijans atifisyèl.
Ble se sijè a nan konferans lan ak limyè ble se kesyon an entèaktif ak peryòd repons. Seksyon gri an se konsantre nan revizyon an literati kout. Seksyon yo zoranj yo chwazi etid ka ki dekri modèl entèlijans atifisyèl oswa teknik. Green se yon kou pwogramasyon gide ki fèt yo anseye entèlijans atifisyèl yo rezoud pwoblèm nan klinik ak evalye modèl. Kontni an ak dire nan atelye yo varye ki baze sou yon evalyasyon nan bezwen elèv yo.
Premye atelye a te fèt nan Inivèsite British Columbia soti nan mwa fevriye rive avril 2019, ak tout 8 patisipan yo te bay Feedback pozitif4. Akòz COVID-19, yo te dezyèm atelye a ki te fèt nòmalman nan mwa Oktòb-Novanm 2020, ak 222 elèv medikal ak 3 moun ki abite soti nan 8 lekòl medikal Kanadyen enskri. Prezantasyon glisad ak kòd yo te Uploaded nan yon sit aksè louvri (http://ubcaimed.github.io). Fidbak kle a soti nan iterasyon an premye te ke konferans yo te twò entans ak materyèl la twò teyorik. Sèvi sis zòn tan Kanada a poze defi adisyonèl. Se konsa, dezyèm atelye a vin pi kout chak sesyon a 1 èdtan, senplifye materyèl la kou, te ajoute plis etid ka, ak kreye pwogram boilerplate ki pèmèt patisipan yo ranpli koupe kòd ak debogaj minim (Box 1). Kle fidbak soti nan iterasyon nan dezyèm enkli fidbak pozitif sou egzèsis yo pwogramasyon ak yon demann yo demontre planifikasyon pou yon pwojè aprantisaj machin. Se poutèt sa, nan atelye twazyèm nou an, ki te fèt nòmalman pou 126 elèv medikal nan mwa mas-avril 2021, nou enkli plis egzèsis kodaj entèaktif ak sesyon fidbak pwojè yo demontre enpak la nan lè l sèvi avèk konsèp atelye sou pwojè yo.
Done analiz: Yon jaden nan etid nan estatistik ki idantifye modèl siyifikatif nan done pa analize, pwosesis, ak kominike modèl done.
Done min: pwosesis la nan idantifye ak èkstraksyon done. Nan kontèks la nan entèlijans atifisyèl, sa a se souvan gwo, ak varyab miltip pou chak echantiyon.
Rediksyon dimansyon: pwosesis la nan transfòme done ak anpil karakteristik endividyèl nan mwens karakteristik pandan y ap konsève pwopriyete yo enpòtan nan seri a done orijinal la.
Karakteristik (nan yon kontèks entèlijans atifisyèl): pwopriyete mezirab nan yon echantiyon. Souvan itilize interchangeable ak "pwopriyete" oswa "varyab".
Kat deklanchman gradyan: Yon teknik ki itilize pou entèprete modèl entèlijans atifisyèl (sitou rezo nè konvolutional), ki analize pwosesis la nan optimize dènye pati nan rezo a yo idantifye rejyon nan done oswa imaj ki trè prediksyon.
Modèl estanda: Yon modèl ki deja egziste AI ki te pre-ki resevwa fòmasyon fè travay menm jan an.
Tès (nan yon kontèks entèlijans atifisyèl): Obsève ki jan yon modèl fè yon travay lè l sèvi avèk done li pa te rankontre anvan.
Fòmasyon (nan yon kontèks entèlijans atifisyèl): Bay yon modèl ak done ak rezilta pou modèl la ajiste paramèt entèn li yo optimize kapasite li nan fè travay lè l sèvi avèk nouvo done.
Vektè: Array nan done yo. Nan aprantisaj machin, chak eleman etalaj se nòmalman yon karakteristik inik nan echantiyon an.
Tablo 1 bay lis dènye kou yo pou avril 2021, ki gen ladan objektif aprantisaj vize pou chak sijè. Atelye sa a fèt pou moun ki nouvo nan nivo teknik la epi yo pa egzije okenn konesans matematik ki depase premye ane yon degre medikal bakaloreya. Kou a te devlope pa 6 elèv medikal ak 3 pwofesè ki gen degre avanse nan jeni. Enjenyè yo ap devlope teyori entèlijans atifisyèl pou anseye, ak elèv medikal yo ap aprann materyèl klinikman ki enpòtan.
Atelye yo gen ladan konferans, etid ka, ak pwogramasyon gide. Nan premye konferans lan, nou revize konsèp chwazi nan analiz done nan biostatistik, ki gen ladan done vizyalizasyon, retou annaryè lojistik, ak konparezon an nan estatistik deskriptif ak endiktif. Malgre ke analiz done se fondasyon an nan entèlijans atifisyèl, nou eskli sijè tankou min done, tès siyifikasyon, oswa vizyalizasyon entèaktif. Sa a te akòz kontrent tan ak tou paske kèk elèv bakaloreya te gen anvan fòmasyon nan biostatistik e yo te vle kouvri plis sijè inik aprantisaj machin. Konferans ki vin apre a entwodui metòd modèn ak diskite sou fòmilasyon pwoblèm AI, avantaj ak limit nan modèl AI, ak tès modèl. Konferans yo konplete pa literati ak rechèch pratik sou ki deja egziste aparèy entèlijans atifisyèl. Nou mete aksan sou ladrès ki nesesè pou evalye efikasite ak posibilite nan yon modèl pou adrese kesyon klinik, ki gen ladan konprann limit yo nan aparèy entèlijans atifisyèl ki egziste deja. Pou egzanp, nou te mande elèv yo entèprete direktiv yo blesi pedyatrik ki te pwopoze pa Kupperman et al., 5 ki aplike yon atifisyèl entèlijans algorithm desizyon pyebwa yo detèmine si yon eskanè CT ta dwe itil ki baze sou egzamen yon doktè. Nou mete aksan sou ke sa a se yon egzanp komen nan AI bay analytics prediksyon pou doktè yo entèprete, olye ke ranplase doktè.
Nan egzanp ki disponib nan sous louvri pwogramasyon (https://github.com/ubcaimed/ubcaimed.github.io/tree/master/programming_examples), nou demontre ki jan fè analiz done eksploratwa, rediksyon dimansyon, estanda loading modèl, ak fòmasyon . ak tès yo. Nou itilize Google Kaye Kolaboratwa (Google LLC, Mountain View, CA), ki pèmèt kòd Python yo dwe egzekite soti nan yon navigatè entènèt. Nan Fig. Figi 2 bay yon egzanp nan yon egzèsis pwogramasyon. Egzèsis sa a enplike nan predi maladi lè l sèvi avèk Wisconsin Open Tete Dataset6 a ak yon algorithm desizyon pyebwa.
Pwogram prezan pandan tout semèn nan sou sijè ki gen rapò ak chwazi egzanp nan pibliye aplikasyon pou AI. Eleman pwogramasyon yo sèlman enkli si yo konsidere kòm ki gen rapò ak bay insight nan pratik nan lavni nan klinik, tankou ki jan yo evalye modèl yo detèmine si yo yo pare pou itilize nan esè klinik yo. Egzanp sa yo debouche nan yon aplikasyon fen-a-fen plen ki klase timè kòm Benign oswa malfezan ki baze sou paramèt imaj medikal.
Etewojènite nan konesans anvan an. Patisipan nou yo varye nan nivo yo nan konesans matematik. Pou egzanp, elèv ki gen orijin jeni avanse ap chèche pou plis materyèl an pwofondè, tankou ki jan fè pwòp yo Fourier transfòme. Sepandan, diskite sou algorithm nan Fourier nan klas se pa posib paske li mande pou konesans an pwofondè nan pwosesis siyal.
Ekoulman prezans. Prezans nan swivi reyinyon yo te refize, espesyalman nan fòma sou entènèt. Yon solisyon ka swiv prezans epi bay yon sètifika fini. Lekòl medikal yo konnen yo rekonèt relve nòt nan aktivite akademik ekstra -akademik elèv yo, ki ka ankouraje elèv yo pouswiv yon degre.
Konsepsyon kou: Paske AI porte anpil subfields, chwazi konsèp debaz nan pwofondè ki apwopriye ak lajè ka difisil. Pou egzanp, kontinwite a nan sèvi ak AI zouti soti nan laboratwa a nan klinik la se yon sijè enpòtan. Pandan ke nou kouvri done preprocessing, bilding modèl, ak validasyon, nou pa enkli sijè tankou analytics done gwo, vizyalizasyon entèaktif, oswa fè AI esè klinik, olye nou konsantre sou konsèp yo ki pi inik AI. Prensip k ap gide nou an se amelyore alfabetizasyon, pa ladrès. Pou egzanp, konprann ki jan yon modèl pwosesis karakteristik opinyon enpòtan pou entèpretabilite. Youn nan fason yo fè sa a se sèvi ak kat deklanchman gradyan, ki ka visualized ki rejyon nan done yo se previzib. Sepandan, sa a egzije pou kalkil multivarye epi yo pa ka prezante8. Devlope yon tèminoloji komen te difisil paske nou te ap eseye eksplike ki jan yo travay avèk done kòm vektè san yo pa fòmalism matematik. Remake byen ke tèm diferan gen siyifikasyon an menm, pou egzanp, nan epidemyoloji, se yon "karakteristik" dekri tankou yon "varyab" oswa "atribi."
Konesans retansyon. Paske aplikasyon an nan AI limite, nan ki pwen patisipan yo kenbe konesans rete yo dwe wè. Kourikoulòm lekòl medikal souvan konte sou repetisyon espace ranfòse konesans pandan wotasyon pratik, 9 ki kapab tou gen pou aplike nan edikasyon AI.
Pwofesyonalis pi enpòtan pase alfabetizasyon. Se pwofondè nan materyèl la ki fèt san yo pa difikilte matematik, ki te yon pwoblèm lè lansman kou klinik nan entèlijans atifisyèl. Nan egzanp pwogramasyon yo, nou itilize yon pwogram modèl ki pèmèt patisipan yo ranpli jaden yo ak kouri lojisyèl an san yo pa gen figi konnen ki jan yo mete kanpe yon anviwònman pwogram konplè.
Enkyetid sou entèlijans atifisyèl adrese: Gen enkyetid toupatou ke entèlijans atifisyèl ta ka ranplase kèk devwa nan klinik3. Pou adrese pwoblèm sa a, nou eksplike limit yo nan AI, ki gen ladan lefèt ke prèske tout teknoloji AI apwouve pa regilatè yo mande pou sipèvizyon doktè11. Nou menm tou nou mete aksan sou enpòtans ki genyen nan patipri paske algoritm yo se tendans patipri, espesyalman si seri a done se pa divès12. Kontinwe, yon sougwoup sèten ka modelize mal, ki mennen ale nan desizyon malonèt nan klinik.
Resous yo disponib piblikman: Nou te kreye resous ki disponib piblikman, ki gen ladan glisad konferans ak kòd. Malgre ke aksè nan kontni synchronous limite akòz zòn tan, kontni sous louvri se yon metòd pratik pou aprantisaj asenkron depi ekspètiz AI pa disponib nan tout lekòl medikal.
Kolaborasyon entèdisiplinè: Atelye sa a se yon antrepriz inisye pa elèv medikal yo pou planifye kou ansanm ak enjenyè. Sa demontre opòtinite kolaborasyon ak twou vid ki genyen konesans nan tou de zòn yo, sa ki pèmèt patisipan yo konprann wòl nan potansyèl yo ka kontribye nan lavni.
Defini AI Nwayo konpetans. Defini yon lis konpetans bay yon estrikti estanda ki ka entegre nan ki deja egziste konpetans ki baze sou kourikoulòm medikal. Atelye sa a kounye a itilize nivo objektif aprantisaj 2 (konpreyansyon), 3 (aplikasyon), ak 4 (analiz) nan taksonomi Bloom a. Èske w gen resous nan pi wo nivo nan klasifikasyon, tankou kreye pwojè, ka pli lwen ranfòse konesans. Sa mande pou travay ak ekspè nan klinik yo detèmine ki jan AI sijè ka aplike nan workflows nan klinik ak anpeche ansèyman an nan sijè repetitif deja enkli nan kourikoulòm medikal estanda.
Kreye ka etid lè l sèvi avèk AI. Menm jan ak egzanp klinik, aprantisaj ka ki baze sou ka ranfòse konsèp abstrè pa en enpòtans yo nan kesyon klinik yo. Pou egzanp, yon sèl etid atelye analize AI ki baze sou Google dyabetik retinopati sistèm deteksyon 13 yo idantifye defi sou chemen an soti nan laboratwa nan klinik, tankou kondisyon validasyon ekstèn ak wout apwobasyon regilasyon.
Sèvi ak aprantisaj eksperyans: ladrès teknik mande pou konsantre pratik ak repete aplikasyon bay mèt, menm jan ak eksperyans yo aprantisaj wotasyon nan stajyèr nan klinik. Yon solisyon potansyèl se modèl la salklas ranvèrse, ki te rapòte yo amelyore retansyon konesans nan edikasyon jeni14. Nan modèl sa a, elèv yo revize materyèl teyorik endepandamman ak tan klas konsakre nan rezoud pwoblèm nan ka etid yo.
Eskalad pou patisipan miltidisiplinè: Nou anvizaje AI adopsyon ki enplike kolaborasyon nan tout disiplin miltip, ki gen ladan doktè ak alye pwofesyonèl sante ak divès nivo nan fòmasyon. Se poutèt sa, kourikoulòm ka bezwen devlope an konsiltasyon ak fakilte soti nan diferan depatman tayè kontni yo nan diferan zòn nan swen sante.
Entèlijans atifisyèl se gwo teknoloji ak konsèp debaz li yo ki gen rapò ak matematik ak syans òdinatè. Fòmasyon pèsonèl swen sante yo konprann entèlijans atifisyèl prezante defi inik nan seleksyon kontni, enpòtans nan klinik, ak metòd livrezon. Nou espere ke Sur yo te vin soti nan AI a nan atelye edikasyon pral ede edikatè nan lavni anbrase fason inovatè yo entegre AI nan edikasyon medikal.
Script nan Python Google Kolaboratwa se sous louvri epi ki disponib nan: https://github.com/ubcaimed/ubcaimed.github.io/tree/master/.
Prober, KG ak Khan, S. Repanse edikasyon medikal: yon apèl nan aksyon. Akkad. remèd. 88, 1407-1410 (2013).
McCoy, LG elatriye. Kisa elèv medikal yo reyèlman bezwen konnen sou entèlijans atifisyèl? Nimewo NPZH. Medsin 3, 1-3 (2020).
Dos Santos, DP, et al. Atitid elèv medikal yo nan direksyon entèlijans atifisyèl: yon sondaj multikan. Euro. radyasyon. 29, 1640-1646 (2019).
Fan, KY, Hu, R., ak Singla, R. Entwodiksyon nan aprantisaj machin pou elèv medikal: yon pwojè pilòt la. J. Med. Anseye. 54, 1042-1043 (2020).
Cooperman N, et al. Idantifye timoun ki gen risk ki ba anpil pou domaj nan sèvo klinikman siyifikatif apre blesi nan tèt: yon etid kòwòt potentiels. Lancet 374, 1160-1170 (2009).
Street, WN, Wolberg, WH ak Mangasarian, ol. Ekstraksyon karakteristik nikleyè pou dyagnostik timè tete. Syans byomedikal. Pwosesis imaj. Syans byomedikal. Weiss. 1905, 861-870 (1993).
Chen, PHC, Liu, Y. ak Peng, L. Kijan pou devlope modèl aprantisaj machin pou swen sante. Nat. Matt. 18, 410-414 (2019).
Selvaraju, RR et al. Grad-CAM: Entèpretasyon vizyèl nan rezo gwo twou san fon via gradyan ki baze sou lokalizasyon. Pwosedi nan Konferans Entènasyonal IEEE sou Vizyon Odinatè, 618-626 (2017).
Kumaravel B, Stewart K ak Ilic D. Devlopman ak evalyasyon nan yon modèl espiral pou evalye prèv ki baze sou konpetans medikaman lè l sèvi avèk OSCE nan edikasyon medikal bakaloreya. BMK Medsin. Anseye. 21, 1–9 (2021).
Kolachalama VB ak Garg PS aprantisaj machin ak edikasyon medikal. Nimewo NPZH. remèd. 1, 1-3 (2018).
Van Leeuwen, KG, Schalekamp, S., Rutten, MJ, Van Ginneken, B. ak De Rooy, M. entèlijans atifisyèl nan radyoloji: 100 pwodwi komèsyal ak prèv syantifik yo. Euro. radyasyon. 31, 3797-3804 (2021).
Topol, EJ-wo pèfòmans Medsin: dirèksyon nan entèlijans imen ak atifisyèl. Nat. remèd. 25, 44-56 (2019).
Bede, E. et al. Evalyasyon moun ki santre sou yon sistèm aprantisaj gwo twou san fon deplwaye nan klinik la pou deteksyon an nan retinopati dyabetik. Pwosedi nan konferans lan CHI 2020 sou faktè imen nan sistèm informatique (2020).
Kerr, B. salklas la ranvèrse nan edikasyon jeni: yon revizyon rechèch. Pwosedi nan Konferans Entènasyonal 2015 sou aprantisaj kolaborasyon entèaktif (2015).
Otè yo remèsye Danielle Walker, Tim Salcudin, ak Pyè Zandstra soti nan D 'biomedikal la ak atifisyèl entèlijans rechèch gwoup nan University of British Columbia pou sipò ak finansman.
RH, PP, ZH, RS ak MA te responsab pou devlope kontni ansèyman atelye a. RH ak PP te responsab pou devlope egzanp pwogramasyon yo. KYF, OY, MT ak PW te responsab pou òganizasyon lojistik pwojè a ak analiz atelye yo. RH, OY, MT, RS te responsab pou kreye figi yo ak tab yo. RH, KYF, PP, ZH, OY, MY, PW, TL, MA, RS te responsab pou ekri ak koreksyon dokiman an.
Medsin kominikasyon mèsi Carolyn McGregor, Fabio Moraes, ak Aditya Borakati pou kontribisyon yo nan revizyon an nan travay sa a.
Post tan: Feb-19-2024