Mèsi paske ou te vizite Nature.com. Vèsyon navigatè w ap itilize a pa sipòte CSS anpil. Pou pi bon rezilta, nou rekòmande pou w itilize yon vèsyon navigatè w ki pi resan (oswa dezaktive mòd konpatibilite nan Internet Explorer). Antretan, pou asire sipò kontinyèl, n ap montre sit la san stil oswa JavaScript.
Aplikasyon entèlijans atifisyèl (IA) klinik yo ap grandi rapidman, men pwogram etid lekòl medikal ki egziste deja yo ofri yon ansèyman limite ki kouvri domèn sa a. La a, nou dekri yon kou fòmasyon sou entèlijans atifisyèl nou te devlope epi nou te delivre bay etidyan medikal Kanadyen yo epi nou fè rekòmandasyon pou fòmasyon nan lavni.
Entèlijans atifisyèl (IA) nan medsin ka amelyore efikasite nan espas travay la epi ede nan pran desizyon klinik. Pou gide itilizasyon entèlijans atifisyèl la san danje, doktè yo dwe gen kèk konpreyansyon sou entèlijans atifisyèl. Anpil kòmantè defann ansèyman konsèp IA1, tankou eksplike modèl IA ak pwosesis verifikasyon2. Sepandan, gen kèk plan estriktire ki te aplike, sitou nan nivo nasyonal la. Pinto dos Santos et al.3. Yo te fè yon sondaj sou 263 etidyan medikal epi 71% te dakò ke yo te bezwen fòmasyon nan entèlijans atifisyèl. Anseye entèlijans atifisyèl bay yon odyans medikal mande pou yon konsepsyon atansyon ki konbine konsèp teknik ak non teknik pou etidyan ki souvan gen anpil konesans anvan. Nou dekri eksperyans nou nan bay yon seri atelye IA bay twa gwoup etidyan medikal epi nou fè rekòmandasyon pou edikasyon medikal nan lavni nan IA.
Atelye senk semèn nou an sou Entwodiksyon nan Entèlijans Atifisyèl nan Medsin pou etidyan medikal te fèt twa fwa ant fevriye 2019 ak avril 2021. Yon orè pou chak atelye, ak yon ti deskripsyon sou chanjman nan kou a, parèt nan Figi 1. Kou nou an gen twa objektif aprantisaj prensipal: etidyan yo konprann kijan done yo trete nan aplikasyon entèlijans atifisyèl, analize literati sou entèlijans atifisyèl pou aplikasyon klinik, epi pwofite opòtinite pou kolabore ak enjenyè k ap devlope entèlijans atifisyèl.
Ble a se sijè konferans lan epi ble klè a se peryòd kesyon ak repons entèaktif la. Seksyon gri a se konsantre ti revizyon literati a. Seksyon zoranj yo se etid ka chwazi ki dekri modèl oswa teknik entèlijans atifisyèl. Vèt la se yon kou pwogramasyon gide ki fèt pou anseye entèlijans atifisyèl pou rezoud pwoblèm klinik epi evalye modèl yo. Kontni ak dire atelye yo varye selon yon evalyasyon bezwen elèv yo.
Premye atelye a te fèt nan Inivèsite British Columbia soti fevriye rive avril 2019, epi tout 8 patisipan yo te bay fidbak pozitif4. Akòz COVID-19, dezyèm atelye a te fèt vityèlman soti oktòb rive novanm 2020, avèk 222 etidyan medsin ak 3 rezidan ki soti nan 8 fakilte medsin Kanadyen ki te enskri. Yo te telechaje diapozitiv prezantasyon yo ak kòd la sou yon sit aksè ouvè (http://ubcaimed.github.io). Fidbak prensipal ki soti nan premye iterasyon an se te ke konferans yo te twò entans epi materyèl la te twò teyorik. Sèvi sis diferan zòn tan Kanada yo poze plis defi. Kidonk, dezyèm atelye a te diminye chak sesyon a 1 èdtan, senplifye materyèl kou a, ajoute plis etid ka, epi kreye pwogram estanda ki te pèmèt patisipan yo konplete ti moso kòd ak yon minimòm debogaj (Kwat 1). Fidbak kle ki soti nan dezyèm iterasyon an te gen ladan fidbak pozitif sou egzèsis pwogramasyon yo ak yon demann pou demontre planifikasyon pou yon pwojè aprantisaj otomatik. Se poutèt sa, nan twazyèm atelye nou an, ki te fèt vityèlman pou 126 etidyan medikal an mas-avril 2021, nou te enkli plis egzèsis kodaj entèaktif ak sesyon fidbak sou pwojè pou demontre enpak itilizasyon konsèp atelye yo sou pwojè yo.
Analiz Done: Yon domèn etid nan estatistik ki idantifye modèl enpòtan nan done yo lè li analize, trete, epi kominike modèl done yo.
Eksplorasyon done: pwosesis pou idantifye ak ekstrè done. Nan kontèks entèlijans atifisyèl, sa a souvan gwo, ak plizyè varyab pou chak echantiyon.
Rediksyon dimansyonalite: Pwosesis pou transfòme done ki gen anpil karakteristik endividyèl an mwens karakteristik tout pandan y ap prezève pwopriyete enpòtan nan ansanm done orijinal la.
Karakteristik (nan kontèks entèlijans atifisyèl): pwopriyete mezirab yon echantiyon. Souvan yo itilize yo yon fason entèchanjab ak "pwopriyete" oswa "varyab".
Kat Aktivasyon Gradyan: Yon teknik yo itilize pou entèprete modèl entèlijans atifisyèl (sitou rezo newòn konvolisyonèl), ki analize pwosesis optimize dènye pati rezo a pou idantifye rejyon done oswa imaj ki gen anpil kapasite prediktif.
Modèl Estanda: Yon modèl IA ki deja egziste ki te antrene alavans pou fè travay menm jan an.
Tès (nan kontèks entèlijans atifisyèl): obsève kijan yon modèl fè yon travay lè l sèvi avèk done li poko janm rankontre anvan.
Fòmasyon (nan kontèks entèlijans atifisyèl): Bay yon modèl done ak rezilta pou modèl la ajiste paramèt entèn li yo pou optimize kapasite li pou fè travay lè l sèvi avèk nouvo done.
Vektè: yon etalaj done. Nan aprantisaj otomatik, chak eleman etalaj la anjeneral se yon karakteristik inik nan echantiyon an.
Tablo 1 bay lis dènye kou yo pou Avril 2021, ki gen ladan objektif aprantisaj espesifik pou chak sijè. Atelye sa a fèt pou moun ki fèk kòmanse nan nivo teknik la epi li pa mande okenn konesans matematik ki depase premye ane yon diplòm bakaloreya medikal. Kou a te devlope pa 6 etidyan medikal ak 3 pwofesè ki gen diplòm avanse nan jeni. Enjenyè yo ap devlope teyori entèlijans atifisyèl pou anseye, epi etidyan medikal yo ap aprann materyèl ki enpòtan nan klinik.
Atelye yo gen ladan konferans, etid ka, ak pwogramasyon gide. Nan premye konferans lan, nou revize kèk konsèp analiz done nan byostatistik, tankou vizyalizasyon done, regresyon lojistik, ak konparezon estatistik deskriptif ak endiktif. Malgre ke analiz done se fondasyon entèlijans atifisyèl, nou eskli sijè tankou eksplorasyon done, tès siyifikasyon, oswa vizyalizasyon entèaktif. Sa a te akòz kontrent tan epi tou paske kèk etidyan bakaloreya te gen fòmasyon anvan nan byostatistik epi yo te vle kouvri sijè aprantisaj machin ki pi inik. Konferans ki vin apre a prezante metòd modèn epi diskite sou fòmilasyon pwoblèm IA, avantaj ak limit modèl IA yo, ak tès modèl. Konferans yo konplete pa literati ak rechèch pratik sou aparèy entèlijans atifisyèl ki deja egziste. Nou mete aksan sou konpetans ki nesesè pou evalye efikasite ak posibilite yon modèl pou adrese kesyon klinik yo, tankou konprann limit aparèy entèlijans atifisyèl ki deja egziste yo. Pa egzanp, nou te mande etidyan yo pou entèprete direktiv pou blesi nan tèt pedyatrik ke Kupperman et al., 5 te pwopoze, ki te aplike yon algorithm pyebwa desizyon entèlijans atifisyèl pou detèmine si yon eskanè CT ta itil ki baze sou egzamen yon doktè. Nou mete aksan sou ke sa a se yon egzanp komen nan IA ki bay analiz prediktif pou doktè yo entèprete, olye ke ranplase doktè.
Nan egzanp pwogramasyon bootstrap sous ouvè ki disponib yo (https://github.com/ubcaimed/ubcaimed.github.io/tree/master/programming_examples), nou demontre kijan pou fè analiz done eksploratwa, rediksyon dimansyonalite, chaje modèl estanda, ak antrènman ak tès. Nou itilize kaye Google Colaboratory (Google LLC, Mountain View, CA), ki pèmèt kòd Python dwe egzekite nan yon navigatè entènèt. Nan Fig. 2 bay yon egzanp yon egzèsis pwogramasyon. Egzèsis sa a enplike predi kansè nan lè l sèvi avèk Wisconsin Open Breast Imaging Dataset6 ak yon algorithm pyebwa desizyon.
Prezante pwogram pandan tout semèn nan sou sijè ki gen rapò epi chwazi egzanp nan aplikasyon IA pibliye yo. Eleman pwogramasyon yo enkli sèlman si yo konsidere kòm enpòtan pou bay enfòmasyon sou pratik klinik nan lavni, tankou kijan pou evalye modèl yo pou detèmine si yo pare pou itilize nan esè klinik yo. Egzanp sa yo abouti nan yon aplikasyon konplè ki klase timè yo kòm benin oswa malfezan ki baze sou paramèt imaj medikal yo.
Eterogeneite konesans anvan yo. Patisipan nou yo te varye nan nivo konesans matematik yo. Pa egzanp, elèv ki gen fòmasyon avanse nan jeni ap chèche materyèl ki pi pwofon, tankou kijan pou yo fè pwòp transfòmasyon Fourier yo. Sepandan, li pa posib pou diskite sou algoritm Fourier la nan klas paske li mande konesans apwofondi sou tretman siyal.
Prezans ki soti. Prezans nan reyinyon swivi yo te diminye, sitou nan fòma sou entènèt. Yon solisyon ta ka swiv prezans epi bay yon sètifika fini. Lekòl medikal yo rekonèt transkripsyon aktivite akademik ekstra-skolè elèv yo, sa ki ka ankouraje elèv yo pouswiv yon diplòm.
Konsepsyon Kou a: Paske IA kouvri anpil sou-domèn, chwazi konsèp debaz ki gen pwofondè ak lajè apwopriye kapab difisil. Pa egzanp, kontinwite itilizasyon zouti IA soti nan laboratwa rive nan klinik la se yon sijè enpòtan. Pandan ke nou kouvri pre-tretman done, kreyasyon modèl, ak validasyon, nou pa enkli sijè tankou analiz gwo done, vizyalizasyon entèaktif, oswa fè esè klinik IA, okontrè nou konsantre sou konsèp IA ki pi inik yo. Prensip gid nou se amelyore alfabetizasyon, pa konpetans. Pa egzanp, konprann kijan yon modèl trete karakteristik antre enpòtan pou entèpretablilite. Yon fason pou fè sa se itilize kat aktivasyon gradyan, ki ka vizyalize ki rejyon done yo ki previzib. Sepandan, sa mande kalkil miltivarye epi li pa ka prezante8. Devlope yon terminoloji komen te difisil paske nou t ap eseye eksplike kijan pou travay ak done kòm vektè san fòmalis matematik. Remake byen ke diferan tèm gen menm siyifikasyon an, pa egzanp, nan epidemyoloji, yon "karakteristik" dekri kòm yon "varyab" oswa "atribi".
Retansyon konesans. Paske aplikasyon IA a limite, mezi patisipan yo ap kenbe konesans rete pou wè. Pwogram etid lekòl medikal yo souvan konte sou repetisyon espasye pou ranfòse konesans pandan rotasyon pratik yo,9 ki kapab aplike tou nan edikasyon IA.
Pwofesyonalis pi enpòtan pase alfabetizasyon. Pwofondè materyèl la fèt san rigè matematik, ki te yon pwoblèm lè yo t ap lanse kou klinik nan entèlijans atifisyèl. Nan egzanp pwogramasyon yo, nou itilize yon pwogram modèl ki pèmèt patisipan yo ranpli chan yo epi egzekite lojisyèl la san yo pa bezwen chèche konnen kijan pou yo mete kanpe yon anviwònman pwogramasyon konplè.
Enkyetid konsènan entèlijans atifisyèl yo te adrese: Gen yon enkyetid jeneral ke entèlijans atifisyèl ta ka ranplase kèk devwa klinik3. Pou adrese pwoblèm sa a, nou eksplike limit IA yo, tankou lefèt ke prèske tout teknoloji IA apwouve pa regilatè yo mande sipèvizyon yon doktè11. Nou mete aksan tou sou enpòtans patipri paske algoritm yo gen tandans gen patipri, sitou si seri done yo pa divès12. Kidonk, yon sèten sougwoup ka mal modle, sa ki mennen nan desizyon klinik ki pa jis.
Resous yo disponib piblikman: Nou te kreye resous ki disponib piblikman, tankou diaporama konferans ak kòd. Malgre ke aksè a kontni senkron limite akòz zòn tan yo, kontni sous ouvè a se yon metòd pratik pou aprantisaj asenkron piske ekspètiz IA pa disponib nan tout lekòl medikal yo.
Kolaborasyon Entèdisiplinè: Atelye sa a se yon antrepriz konjwen inisye pa etidyan medikal pou planifye kou ansanm ak enjenyè. Sa demontre opòtinite kolaborasyon ak mank konesans nan tou de domèn yo, sa ki pèmèt patisipan yo konprann wòl potansyèl yo ka kontribye nan lavni.
Defini konpetans debaz IA yo. Defini yon lis konpetans bay yon estrikti estanda ki ka entegre nan kourikoulòm medikal ki deja egziste ki baze sou konpetans. Atelye sa a kounye a itilize Nivo Objektif Aprantisaj 2 (Konpreyansyon), 3 (Aplikasyon), ak 4 (Analiz) nan Taksonomi Bloom lan. Lè w gen resous nan nivo klasifikasyon ki pi wo, tankou kreye pwojè, sa ka ranfòse konesans plis toujou. Sa mande pou w travay avèk ekspè klinik yo pou detèmine kijan sijè IA yo ka aplike nan workflows klinik yo epi anpeche ansèyman sijè repetitif ki deja enkli nan kourikoulòm medikal estanda yo.
Kreye etid ka lè l sèvi avèk IA. Menm jan ak egzanp klinik yo, aprantisaj ki baze sou ka ka ranfòse konsèp abstrè yo lè yo mete aksan sou enpòtans yo genyen pou kesyon klinik yo. Pa egzanp, yon etid atelye te analize sistèm deteksyon retinopati dyabetik ki baze sou IA Google la 13 pou idantifye defi yo sou chemen ki soti nan laboratwa rive nan klinik la, tankou egzijans validasyon ekstèn ak chemen apwobasyon regilasyon yo.
Sèvi ak aprantisaj eksperyansyèl: Konpetans teknik yo mande pratik konsantre ak aplikasyon repete pou metrize yo, menm jan ak eksperyans aprantisaj wotasyon estajyè klinik yo. Yon solisyon potansyèl se modèl salklas ranvèse a, ki rapòte amelyore retansyon konesans nan edikasyon jeni14. Nan modèl sa a, elèv yo revize materyèl teyorik poukont yo epi tan klas la konsakre pou rezoud pwoblèm atravè etid ka.
Agrandisman pou patisipan miltidisiplinè: Nou prevwa adopsyon IA ki enplike kolaborasyon ant plizyè disiplin, tankou doktè ak pwofesyonèl sante alye ki gen diferan nivo fòmasyon. Se poutèt sa, yo ka bezwen devlope kourikoulòm yo an konsiltasyon ak pwofesè ki soti nan diferan depatman yo pou adapte kontni yo a diferan domèn swen sante.
Entèlijans atifisyèl se yon teknoloji avanse epi konsèp debaz li yo gen rapò ak matematik ak syans enfòmatik. Fòmasyon pèsonèl swen sante pou konprann entèlijans atifisyèl prezante defi inik nan seleksyon kontni, enpòtans klinik, ak metòd livrezon. Nou espere ke apèsi yo jwenn nan atelye IA nan Edikasyon yo pral ede edikatè nan lavni adopte fason inovatè pou entegre IA nan edikasyon medikal.
Skript Python Google Colaboratory a se yon sous ouvè epi li disponib nan: https://github.com/ubcaimed/ubcaimed.github.io/tree/master/.
Prober, KG ak Khan, S. Repanse edikasyon medikal: yon apèl a aksyon. Akkad. medicine. 88, 1407–1410 (2013).
McCoy, LG elatriye. Kisa etidyan medsin yo vrèman bezwen konnen sou entèlijans atifisyèl? Nimewo NPZh yo. Medsin 3, 1–3 (2020).
Dos Santos, DP, et al. Atitid etidyan medikal yo anvè entèlijans atifisyèl: yon sondaj miltisantrik. EURO. radyasyon. 29, 1640–1646 (2019).
Fan, KY, Hu, R., ak Singla, R. Entwodiksyon nan aprantisaj otomatik pou etidyan medikal: yon pwojè pilòt. J. Med. teach. 54, 1042–1043 (2020).
Cooperman N, et al. Idantifye timoun ki gen yon risk ki ba anpil pou yo sibi yon chòk nan sèvo apre yon chòk nan tèt: yon etid kowòt prospektiv. Lancet 374, 1160–1170 (2009).
Street, WN, Wolberg, WH ak Mangasarian, OL. Ekstraksyon karakteristik nikleyè pou dyagnostik timè nan tete. Syans byomedikal. Tretman imaj. Syans byomedikal. Weiss. 1905, 861–870 (1993).
Chen, PHC, Liu, Y. ak Peng, L. Kijan pou devlope modèl aprantisaj otomatik pou swen sante. Nat. Matt. 18, 410–414 (2019).
Selvaraju, RR et al. Grad-cam: Entèpretasyon vizyèl rezo pwofon atravè lokalizasyon ki baze sou gradyan. Pwosedi Konferans Entènasyonal IEEE sou Vizyon Odinatè, 618–626 (2017).
Kumaravel B, Stewart K ak Ilic D. Devlopman ak evalyasyon yon modèl espiral pou evalye konpetans medsin ki baze sou prèv lè l sèvi avèk OSCE nan edikasyon medikal bakaloreya. BMK Medicine. anseye. 21, 1–9 (2021).
Kolachalama VB ak Garg PS Aprantisaj machin ak edikasyon medikal. Nimewo NPZh. medsin. 1, 1–3 (2018).
van Leeuwen, KG, Schalekamp, S., Rutten, MJ, van Ginneken, B. ak de Rooy, M. Atifisyèl entèlijans nan radyoloji: 100 pwodwi komèsyal ak prèv syantifik yo. EURO. radyasyon. 31, 3797–3804 (2021).
Topol, EJ Medikaman pèfòmans segondè: konvèjans entèlijans imen ak atifisyèl. Medikaman Nat. 25, 44–56 (2019).
Bede, E. et al. Evalyasyon santre sou moun nan yon sistèm aprantisaj pwofon deplwaye nan klinik la pou deteksyon retinopati dyabetik. Pwosedi Konferans CHI 2020 sou Faktè Imèn nan Sistèm Enfòmatik (2020).
Kerr, B. Klas ranvèse nan edikasyon jeni: Yon revizyon rechèch. Pwosedi Konferans Entènasyonal 2015 sou Aprantisaj Kolaboratif Entèaktif (2015).
Otè yo remèsye Danielle Walker, Tim Salcudin, ak Peter Zandstra ki soti nan Biomedical Imaging and Artificial Intelligence Research Cluster 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 ak tablo yo. RH, KYF, PP, ZH, OY, MY, PW, TL, MA, RS te responsab pou ekri ak modifye dokiman an.
Communication Medicine remèsye Carolyn McGregor, Fabio Moraes, ak Aditya Borakati pou kontribisyon yo nan revizyon travay sa a.
Dat piblikasyon: 19 Fevriye 2024