Proč bychom měli a neměli využívat ChatGPT v gastroenterologii?

Why should we and should we not use ChatGPT in gastroenterology?

Artificial intelligence (AI) is increasingly being incorporated into medicine, including gastroenterology, opening new possibilities for the diagnosis and treatment of digestive tract diseases. ChatGPT, an AI model based on the GPT-4 architecture, has the potential to accelerate diagnosis and treatment, personalize care, educate, and train healthcare professionals, support decision-making, and improve communication with patients. However, with the use of AI come challenges such as the limited ability of AI to replace human judgment, data errors, issues related to security and personal data protection, and implementation costs. The future of ChatGPT in gastroenterology depends on its ability to process and analyze large amounts of data to identify patterns and create individual treatment plans. Thanks to advancements in AI and machine learning, ChatGPT is becoming more accurate and efficient, enabling faster diagnosis and treatment of gastroenterological diseases. In the field of education, ChatGPT will serve as an invaluable source of information on the latest research articles and procedures. Despite the benefits of AI in gastroenterology, it is essential to address issues of ethics, data protection, and collaboration between AI and healthcare professionals. Ensuring proper protocols and procedures will enable the safe and ethical use of AI in medicine. Although AI offers significant potential for improving the quality of care, it is necessary to address challenges associated with data protection, security, and ethics.

Keywords:

artificial intelligence – gastroenterology – AI – ChatGPT

Autoři: Jan Král ^1,2 ; K. Waloszková ¹; J. Selucká ¹; E. Machytka ¹ ; Julius Špičák ¹ ; M. Bužga ³
Působiště autorů: Oddělení pro metabolickou endoskopii, IKEM, Praha ¹; II. interní klinika 2. LF UK a FN v Motole, Praha ²; Ústavy fyziologie a patofyziologie, LF OU, Ostrava ³
Vyšlo v časopise: Gastroent Hepatol 2023; 77(4): 322-325
Kategorie: Klinická a experimentální gastroenterologie: přehledová práce
doi: https://doi.org/10.48095/2023322

Souhrn

Umělá inteligence (AI) se stále více zapojuje do medicíny včetně gastroenterologie, což otevírá nové možnosti pro diagnostiku a léčbu onemocnění trávicího traktu. ChatGPT, AI model založený na architektuře GPT-4, má potenciál zrychlit diagnostiku a léčbu, personalizovat léčbu, vzdělávat a školit zdravotníky, podporovat rozhodování a zlepšovat komunikaci s pacienty. Avšak s využitím AI přicházejí i výzvy, jako omezená schopnost AI nahradit lidský úsudek, chyby v datech, otázky související s bezpečností a ochranou osobních údajů a náklady na implementaci. Budoucnost ChatGPT v gastroenterologii závisí na schopnosti zpracovávat a analyzovat velké množství dat pro identifikaci vzorů a tvorbu individuálních léčebných plánů. ChatGPT se díky pokroku v AI a strojovém učení stává přesnějším a efektivnějším, což umožní rychlejší diagnostiku a léčbu gastroenterologických onemocnění. V oblasti vzdělávání bude ChatGPT sloužit jako neocenitelný zdroj informací o nejnovějších výzkumných článcích a postupech. Přes výhody AI v gastroenterologii je důležité řešit otázky etiky, ochrany dat a spolupráce mezi AI a zdravotnickými odborníky. Zajištění správných protokolů a postupů umožní bezpečné a etické využití AI v medicíně. Ačkoli AI přináší významný potenciál pro zlepšení kvality péče, je třeba řešit výzvy spojené s ochranou dat, bezpečností a etikou.

Klíčová slova:

umělá inteligence – gastroenterologie – AI – ChatGPT

Úvod

Umělá inteligence (AI) se v posledních letech stala neodmyslitelnou součástí našeho života, zasahuje do různých odvětví, jako je ekonomika, věda, technologie, medicína a mnoho dalších. ChatGPT je AI model vyvinutý společností OpenAI, založený na architektuře GPT-4. Tento model se proslavil svou schopností komunikovat s lidmi, generovat text, odpovídat na otázky a dokonce tvořit obsah, jako jsou články, básně či eseje.

Architektura GPT-4 využívá pokročilé techniky strojového učení (deep learning). Díky využití pokročilých technik strojového učení se tento model stává jedním z nejmodernějších AI nástrojů pro textovou analýzu a generování. Trénink ChatGPT na obrovském množství textových dat z různých zdrojů mu umožňuje porozumět a generovat text v mnoha kontextech a oblastech. Tento trénink také zlepšuje schopnost modelu rozpoznat gramatiku, syntaktickou strukturu a kontextovou relevanci textu [1].

S pokroky v AI a strojovém učení se očekává, že ChatGPT bude stále schopnější a efektivnější při zpracování a generování textu, což by mohlo vést k širšímu rozšíření a většímu vlivu na různá odvětví a aplikace. Výzvou zůstává udržet etický a zodpovědný přístup při využití AI modelů, jako je ChatGPT, aby byl zajištěn pozitivní dopad na společnost jako celek.

V posledních letech se výzkum AI zaměřil na zlepšení medicínské péče a zdravotních služeb. Gastroenterologie a hepatologie jsou odvětví zabývající se diagnostikou a léčbou onemocnění trávicího traktu, jedná se o obory, kde by mohla AI, jako je ChatGPT, mít významný dopad. V tomto článku se podíváme na důvody, proč bychom měli a neměli využívat ChatGPT v gastroenterologii [2]

Proč využívat ChatGPT v gastroenterologii

Zrychlení diagnózy a léčby

ChatGPT může výrazně zrychlit proces diagnostiky a léčby pacientů s gastrointestinálními problémy. Díky analýze velkého množství dat a medicínských záznamů může AI identifikovat vzory, které lékaři nemusí být schopni rozpoznat. Tím může usnadnit a zpřesnit diagnostiku a navrhnout efektivní léčebné plány.

Personalizace léčby

Každý pacient je jedinečný a vyžaduje individuální přístup. ChatGPT může analyzovat data pacientů a navrhovat léčbu přizpůsobenou jejich potřebám. Tím se zlepšuje kvalita péče a zvyšuje se šance na úspěšnou léčbu.

Vzdělávání a školení

ChatGPT může být významným nástrojem pro vzdělávání a školení lékařů, studentů medicíny a zdravotnického personálu. Může poskytovat informace o nejnovějších výzkumných článcích, studiích a postupech v gastroenterologii, což usnadňuje udržení kroku se stále se rozvíjejícím oborem. Díky interaktivním scénářům a simulacím může ChatGPT poskytnout praktické zkušenosti s diagnostikou a léčbou gastroenterologických onemocnění.

Podpora v rozhodování

ChatGPT může být nápomocný při rozhodování o správném postupu léčby. AI může porovnávat různé možnosti léčby na základě údajů z klinických studií a statistik, což pomáhá lékařům učinit informovaná rozhodnutí.

Zlepšení komunikace s pacienty

ChatGPT může sloužit jako nástroj pro komunikaci mezi lékařem a pacientem, např. prostřednictvím chatovací aplikace. Díky tomu mohou pacienti snadno položit otázky týkající se svého onemocnění, získat rychlé odpovědi a pochopit svůj léčebný plán.

Proč nevyužívat ChatGPT v gastroenterologii

Omezená schopnost AI

Ačkoli AI, jako je ChatGPT, nabízí mnoho výhod, stále není schopna úplně nahradit lidský úsudek a zkušenosti. AI může poskytnout užitečné návrhy, ale konečné rozhodnutí o diagnóze a léčbě by mělo být ponecháno na odbornících.

Chyby v datech

ChatGPT je závislý na datech, která analyzuje. Pokud jsou vstupní data nepřesná nebo neúplná, může to vést k chybným závěrům a nesprávným léčebným doporučením.

Bezpečnost a ochrana osobních údajů

Sdílení citlivých zdravotních informací s AI může představovat riziko pro ochranu osobních údajů pacientů. Je třeba zajistit, aby byla data zabezpečena a chráněna před neoprávněným přístupem.

Náklady na implementaci

Zavedení AI, jako je ChatGPT, do gastroenterologické praxe může být nákladné. Je třeba zohlednit náklady na technologii, školení personálu a údržbu systému.

Budoucnost AI a ChatGPT v gastroenterologii

Umělá inteligence se stává integrální součástí gastroenterologie a hepatologie pro diagnózu a předpověď výsledků pacientů, zejména při endoskopii, IBD, hepatologii či hodnocení neinvazivních biomarkerů [3,4]. Omezení zahrnují nedostatek kvalitních datových sad a potenciální zkreslení v algoritmech. Také etické výzvy, jako je odpovědnost za nesprávnou diagnózu, představují obtíže. Přes to všechno je budoucnost AI v těchto oborech slibná, potenciálně rozšiřuje přístup k péči v málo zastoupených regionech a identifikuje nové cíle léčby prostřednictvím rozsáhlých databází pacientů. Avšak zdravotnická rozhodnutí budou nakonec vždy v rukou lidských odborníků [5].

Jedním z klíčových aspektů budoucnosti ChatGPT v gastroenterologii je jeho schopnost zpracovávat a analyzovat velké množství dat, čímž pomůže při identifikaci vzorů a vytváření individuálnějších léčebných plánů. Díky pokroku v AI a strojovém učení se ChatGPT stane ještě přesnějším a efektivnějším, což umožní rychlejší diagnostiku a léčbu gastroenterologických onemocnění.

V oblasti vzdělávání a školení bude ChatGPT sloužit jako neocenitelný zdroj informací o nejnovějších výzkumných článcích a postupech, což umožní lékařům udržet krok se stále se rozvíjejícím oborem.

Na druhou stranu závisí budoucnost ChatGPT v gastroenterologii také na řešení výzev souvisejících s bezpečností dat, ochranou osobních údajů a etikou. Je důležité, aby byly zajištěny správné protokoly a postupy, které umožní bezpečné a etické využití AI v medicíně [6].

Celkově se očekává, že ChatGPT bude hrát v gastroenterologii stále důležitější roli, bude přispívat k lepší péči o pacienty a podporovat lékaře v jejich práci.

Diskuze

V medicíně otevírá AI nové horizonty a mění způsob, jakým se poskytuje zdravotní péče, což vede ke zlepšení diagnostiky, léčby a prevence různých onemocnění. AI pomáhá lékařům rychleji a přesněji analyzovat medicínské obrazy, jako jsou rentgenové snímky, CT scany a MR snímky díky sofistikovaným algoritmům, které mohou detekovat patologické změny obtížně rozpoznatelné pro lidské oko. V oblasti gastroenterologie se především jedná o endoskopické výkony, kde AI dokáže pomoci v záchytu neoplastických lézí ve všech možných lokalizacích, jejich charakterizaci, rychlejší analýzu kapslové endoskopie a mnoho dalších. Systematické review od Le Berra et al shrnuje dosavadní možné využití AI jak v základní, tak i klinické gastroenterologii a hepatologii. Review od Zhuanga et al na druhou stranu ukazuje sílu AI na poli zobrazovacích metod v gastroenterologii (využití AI v endoskopii, sonografii, počítačové tomografii či pozitronové emisní tomografii), ale poukazuje rovněž na limity AI, jako je např. nepřesnost při posuzování hloubky invaze v endosonografii nebo chybnou interpretaci při nedostatečné přípravě střeva [5,7].

Díky schopnosti zpracovávat obrovské množství zdravotních dat, jako jsou elektronické zdravotní záznamy, genetické informace a výsledky klinických studií, umožňuje AI lepší předpovědi průběhu onemocnění a výběr nejvhodnějších léčebných postupů [8]. Navíc AI může zrychlit výzkum a vývoj nových léčiv tím, že pomáhá identifikovat potenciální terapeutické cíle a optimalizovat chemické struktury léčiv, čímž se významně snižují čas a náklady spojené s tradičním vývojem léků [9].

Ačkoli AI přináší významný potenciál pro zlepšení kvality péče, je důležité řešit otázky související s etikou, ochranou dat a spolupráci mezi AI a zdravotnickými odborníky, aby bylo zajištěno, že technologie bude použita odpovědně a efektivně [10].

Jak již z předešlého textu vyplývá, přináší využití AI v gastroenterologii mnoho pozitiv a dokážeme si velice dobře představit, jak dokáže ulehčit život v klinické praxi a pak především na poli vzdělávání a edukace pacientů. Urychlení stanovení diagnózy může pomoci urychlení léčby pacienta, což bude mít i příznivý ekonomický dopad na zdravotnictví. Vidíme velký benefit AI v rámci urychlení diferenciální diagnostiky při léčbě pacientů, a tím efektivnější rozhodování v klinické praxi. AI nám také umožní rychlejší hodnocení v oblasti endoskopie (detekce polypů, jejich charakteristika, odečítání kapslové endoskopie) či radiologie, kde se významně zmenší riziko chyby lidského faktoru.

Na druhou stranu se obáváme, že používání AI v široké praxi časem povede k nevědomému převedení zodpovědnosti na AI a v jisté míře k „otupění“ vlastního názoru. Budeme se spoléhat na AI ve více než 90 % a místo použití vlastního úsudku a zkušeností sáhneme po AI. To může samozřejmě vést i k chybným rozhodnutím, poněvadž víme, že AI v této době není bezchybná, její znalosti nyní jsou omezené a je třeba velice pečlivé interpretace výstupů z AI. Jedním z hlavních etických problémů je zajištění ochrany osobních a citlivých zdravotních údajů pacientů, které budeme AI dávat k dispozici. Je třeba pečlivě vyvážit výhody AI s nutností zachovat soukromí a zabezpečení těchto informací. Vývojáři AI a zdravotnické organizace musí spolupracovat na vytvoření robustních bezpečnostních opatření a dodržování příslušných právních předpisů.

Výzvou je také navázání účinné spolupráce mezi AI a zdravotnickými odborníky. Lékaři, zdravotní sestry a další zdravotničtí pracovníci musí být schopni důvěřovat a spolehnout se na AI nástroje, které používají. To zahrnuje poskytnutí školení a vzdělávání, které jim umožní lépe porozumět a používat AI technologie, a také zajistit, že AI systémy jsou navrženy tak, aby podporovaly lidskou interakci a spolupráci.

Závěr

V gastroenterologii a hepatologii má AI, jako je ChatGPT, potenciál významně přispět ke zlepšení diagnostiky, léčby, vzdělávání a komunikace s pacienty. Nicméně je třeba brát v úvahu i omezení a rizika spojená s jejím použitím. Důležité je najít správnou rovnováhu mezi využitím AI a lidským úsudkem, zkušenostmi a odborností.

Při zavádění ChatGPT do gastroenterologické praxe je třeba pečlivě zvážit ochranu osobních údajů pacientů a zabezpečení systému. Je také důležité zajistit dostatečné školení a vzdělávání pro lékaře a zdravotnický personál, aby mohli účinně využívat AI a rozpoznat potenciální chyby nebo nedostatky.

Vývoj AI, jako je ChatGPT, je stále v plném proudu a očekává se, že její schopnosti a uplatnění v medicíně, včetně gastroenterologie, budou nadále růst. Budoucí výzkum a inovace by měly směřovat ke zlepšení přesnosti, efektivity a bezpečnosti AI v medicíně.

V konečném důsledku je důležité, aby bylo využití AI, jako je ChatGPT, zvažováno s ohledem na potřeby a očekávání jak lékařů, tak pacientů. Přínosy, které AI nabízí, by měly být maximálně využity, aniž by se přitom kompromitovala kvalita péče, bezpečnost a důvěra pacientů v medicínský systém.

Na závěr bychom rádi zdůraznili, že tento článek byl z 95 % vygenerován, upraven AI ChatGPT verze 4.0 (vyjma části diskuze, závěru a referencí). Tímto bychom rádi podtrhli sílu a pokročilost již stávající umělé inteligence (ChatGPT) i s předpokladem, že její data končí rokem 2021. Lze samozřejmě očekávat další vývoj na poli AI a dovolíme si tvrdit, že vývoj půjde exponenciální rychlostí. Za jistou dobu bude velice obtížné zhodnotit, co je tvořeno lidmi a co je již AI. I přes kontrolu článku v detektoru umělé inteligence (gpt4detector.ai) byla vyhodnocena pouze 14% shoda s AI. Jiná kontrola naopak vyhodnotila shodu s ChatGPT ve 44,3 % (zerogpt.com). Tak či tak je budoucnost ChatGPT v gastroenterologii plná potenciálu a příležitostí pro zlepšení kvality péče o pacienty. Jako AI nástroj bude ChatGPT stále více integrován do klinických a výzkumných prostředí, kde může podporovat lékaře a zdravotnický personál v diagnostice, léčbě a vzdělávání.

ORCID autorů

J. Král ORCID 0000-0001-6960-1013,

E. Machytka ORCID 0000-0002-0754-0937,

J. Špičák ORCID 0000-0002-3823-2881,

M. Bužga ORCID 0000-0002-9554-737X.

Doručeno/Submitted: 31. 5. 2023

Přijato/Accepted: 13. 6. 2023

MUDr. Jan Král, Ph.D., MBA

Oddělení pro metabolickou endoskopii

Institut klinické a experimentální medicíny

Vídeňská 1958/9

140 21 Praha 4

jan.kral@ikem.cz

Konflikt zájmů: Autoři deklarují, že text článku odpovídá etickým standardům, byla dodržena anonymita pacientů, a prohlašují, že v souvislosti s předmětem článku nemají finanční, poradenské ani jiné komerční zájmy.

Publikační etika: Příspěvek nebyl dosud publikován ani není v současnosti zaslán do jiného časopisu pro posouzení. Autoři souhlasí s uveřejněním svého jména a e-mailového kontaktu v publikovaném textu.

Dedikace: Článek není podpořen grantem ani nevznikl za podpory žádné společnosti.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Conflict of Interest: The authors declare that the article/manuscript complies with ethical standards, patient anonymity has been respected, and they state that they have no financial, advisory or other commercial interests in relation to the subject matter.

Publication Ethics: This article/manuscript has not been published or is currently being submitted for another review. The authors agree to publish their names and e-mails in the published article/manuscript.

Dedication: The article/manuscript is not supported by a grant nor has it been created with the support of any company.

The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers.

Gastroent Hepatol 2023; 77(4): 322– 325

Zdroje

1. Egger J, Gsaxner C, Pepe A et al. Medical deep learning-A systematic meta-review. Comput Methods Programs Biomed 2022; 221: 106874. doi: 10.1016/j.cmpb.2022.106874.

2. Lahat A, Shachar E, Avidan B et al. Evaluating the use of large language model in identifying top research questions in gastroenterology. Scientific reports 2023; 13 (1): 4164. doi: 10.1038/s41598-023-31412-2.

3. Chuah KH, Chan WK. Non-invasive biomarkers for liver inflammation in non-alcoholic fatty liver disease: present and future. Clin Mol Hepatol 2023; 29 (2): 401–403. doi: 10.3350/cmh. 2023.0062.

4. Ashton JJ, Brooks-Warburton J, Allen PB et al. The importance of high-quality ‚big data‘ in the application of artificial intelligence in inflammatory bowel disease. Frontline Gastroenterol 2023; 14 (3): 258–262. doi: 10.1136/flgastro- 2022-102342.

5. Le Berre C, Sandborn WJ, Aridhi S et al. Application of Artificial Intelligence to Gastroenterology and Hepatology. Gastroenterology 2020; 158 (1): 76–94 e2. doi: 10.1053/j.gastro.2019.08.058.

6. Wang F, Preininger A. AI in Health: State of the Art, Challenges, and Future Directions. Yearb Med Inform 2019; 28 (1): 16–26. doi: 10.1055/s-0039-1677908.

7. Zhuang H, Zhang J, Liao F. A systematic review on application of deep learning in digestive system image processing. Vis Comput 2021: 1–16. doi: 10.1007/s00371-021-02322-z.

8. Seong D, Choi YH, Shin SY et al. Deep learning approach to detection of colonoscopic information from unstructured reports. BMC Med Inform Decis Mak 2023; 23 (1): 28. doi: 10.1186/s12911-023-02121-7.

9. Barrett JS, Oskoui SE, Russell S et al. Digital Research Environment (DRE) -enabled Artificial Intelligence (AI) to facilitate early stage drug development. Front Pharmacol 2023; 14: 1115356. doi: 10.3389/fphar.2023.1115356.

10. Palmer A, Schwan D. More Process, Less Principles: The Ethics of Deploying AI and Robotics in Medicine. Camb Q Healthc Ethics 2023: 1–14. doi: 10.1017/S0963180123000087.