Опыт предварительной оценки использования искусственного интеллекта в преподавании анестезиологии-реаниматологии и принятии решений в интенсивной терапии

Уважаемая редакция!

В последние годы появилась возможность внедрения в медицинскую практику IT-инструментов, работающих на основе технологий искусственного интеллекта в виде больших языковых моделей (large language model — LLM) Generative Pre-trained Transformer (GPT). Многим студентам, клиническим ординаторам, врачам и преподавателям доступны языковые модели разных производителей, в том числе ChatGPT третьего поколения в мессенджере Telegram. Чат-бот — программа, которая имитирует человеческую речь и позволяет общаться с цифровыми устройствами, как если бы они были людьми; она также способна обучаться по мере обработки информации, тем самым повышая уровень персонализации. Внедрение искусственного интеллекта возможно как в практику врача — анестезиолога-реаниматолога, так и в работу преподавателя высшей школы [1]. В клинической медицине благодаря нейросетевым технологиям ожидается стремительный прогресс в принятии врачебных решений, касающихся диагностики и тактики лечения сложных случаев, в общении с пациентами, получении новых знаний, междисциплинарном сотрудничестве и управлении рабочим временем [2, 3]. Преподавателям высшей школы, возможно, придется пересмотреть традиционные методы обучения с целью повышения мотивации студентов и клинических ординаторов к получению знаний [4, 5]. Использование чат-ботов позволит преподавателю подготовить учебные материалы, соответствующие меняющемуся образовательному запросу учеников [6, 7]. Современное поколение обучающихся уже не представляет себе решения задач без доступа в Интернет и использования гаджетов, что должно найти отражение в методиках преподавания [7, 8].

Мы попытались решить с помощью нейросети ChatGPT третьего поколения тестовые задания из банка репетиционного экзамена на сайте fmza.ru. На 80 заданий нейросеть потратила 42 мин (норматив выполнен), верных ответов — 63, что составило 78,7% (тест пройден успешно). Предварительный анализ ошибочных ответов нейросети показал, что они могли быть связаны как с нечеткими формулировками заданий, так и с необходимостью перевода медицинских аббревиатур.

При решении 100 ситуационных задач, используемых для обучения клинических ординаторов по специальности «анестезиология-реаниматология», нейросеть ChatGPT зарекомендовала себя успешной — верно ставила диагноз и назначала лечение. В процессе работы выявлено ключевое влияние на ответ корректного написания промпта. Промпт (от англ. prompt) — это запрос к нейросети с целью получить желаемое изображение или текст. Чем четче прописан промпт, тем более релевантным окажется результат. Примером использования повторного, уточняющего, промпта явился следующий диалог с ChatGPT: «Какой антибиотик назначить пациенту с сепсисом, вызванным Klebsiella pneumoniae?». Чат-бот дал развернутый ответ, в котором предложил несколько принципиально верных вариантов. Затем был задан вопрос с уточнениями: «Какой антибиотик назначить пациенту на 5-й день пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии, у которого выявлен сепсис, вызванный Klebsiella pneumoniae? При этом в отделении регулярно выявляются бактерии, вырабатывающие карбапенемазы». И на этот запрос нейросеть дала верный ответ — «Полимиксин B», а после еще одного уточнения ответила, что возможно также назначение препарата «Цефтазидим/авибактам». Умелое использование промптов показало способность нейросети к подобию клинического мышления. В одной ситуационной задаче отмечен так называемый феномен галлюцинирования. Вопрос сформулирован так: «С чем могут быть связаны потемнение мочи, горечь во рту, а также повышение уровня АСТ (аспартатаминотрансферазы, ред.) и АЛТ (аланинаминотрансферазы, ред.) после приема препарата «СинноВекс»?». Чат-бот ChatGPT дал наукообразный ответ, не связанный с вопросом: «"СинноВекс" содержит активные ингредиенты, такие как симвастатин и эзетимиб…». Однако известно, что «СинноВекс» таких веществ не содержит, а значит, чат-бот вводил врача в заблуждение, создавая ложную информацию.

Следующий этап работы — составление ситуационных задач и методических материалов для студентов 6-го курса и ординаторов по специальности «анестезиология-реаниматология». Пример запроса: «Привет! Представь себя преподавателем кафедры анестезиологии и реаниматологии медицинского университета и составь ситуационную задачу для ординаторов на тему «Септический шок». Ответ нейросети: «Вы находитесь в отделении интенсивной терапии, когда вас вызывают к пациенту, который был госпитализирован с подозрением на септический шок. 70-летний мужчина, в анамнезе сахарный диабет и хроническая почечная недостаточность, жалуется на сильную слабость, высокую температуру и затрудненное дыхание. При осмотре пациента выявлены тахикардия, пониженное артериальное давление, а также признаки нарушения сознания. Ваши действия? 1. Какие первичные меры вы предпримете для стабилизации состояния пациента? 2. Какие дополнительные диагностические исследования вы проведете для подтверждения диагноза септического шока? 3. Какие медикаментозные и нефармакологические методы вы примените для управления септическим шоком? 4. Каковы будут ваши дальнейшие шаги по мониторингу состояния пациента и принятию решения о его дальнейшем лечении?».

Следующий запрос: «Привет! Представь себя преподавателем медицинского университета и составь ситуационную задачу для студентов 6-го курса на тему «Септический шок». Ответ: «В приемное отделение привезли 65-летнего мужчину, у которого диагностирована тяжелая пневмония. Он жаловался на высокую температуру, кашель и учащенное дыхание. Артериальное давление составляет 80/40 мм рт.ст., пульс — 130 ударов в минуту, частота дыхания — 30 в минуту. Анализы крови показали лейкоцитоз, тромбоцитопению и повышенный уровень лактата. Ваш диагноз? Каков дальнейший план действий для лечения данного пациента? Какие лабораторные и инструментальные исследования нужно провести для уточнения диагноза? Какие меры поддерживающей терапии необходимо начать немедленно?».

Задачи, сгенерированные искусственным интеллектом, содержат наиболее вероятные факторы риска развития сепсиса (пожилой возраст и наличие хронических заболеваний), типичные клинические проявления и заставляют отвечающего выбрать как неотложные, так и последующие диагностические и терапевтические решения. Подобные задачи вполне могли быть созданы опытным врачом и преподавателем.

Таким образом, на современном этапе существуют доступные пути использования нейронных сетей в работе врача — анестезиолога-реаниматолога и преподавателя. Врач — анестезиолог-реаниматолог, использующий в своей работе возможности искусственного интеллекта, будет обладать более мощным информационным ресурсом для принятия ключевых решений, чем его коллега, полагающийся лишь на собственные знания, опыт и интуицию. Кроме того, повсеместное распространение мобильного интернета позволяет уравнивать врачей и их пациентов с точки зрения доступа к информации и IT-инструментам, что делает медицинскую помощь более доступной. В то же время на данный момент программные продукты, основанные на технологии искусственного интеллекта, не являются лицензированными для применения в медицинской практике в Российской Федерации. Подтвержден феномен галлюцинирования нейросетей, что делает необходимым обязательный врачебный контроль ответов ChatGPT. Правовой вакуум сдерживает практическое применение технологий на базе искусственного интеллекта.

Нейросети могут использоваться для обучения врачей — анестезиологов-реаниматологов в виртуальных средах, создания симуляционных учебных кейсов, позволяя улучшить навыки и подготовку специалистов. Основным отличием языковых моделей от автоматизированных систем является их способность к обучению на основе личного общения с конкретным пользователем. Сочетание огромных возможностей искусственного интеллекта с опытом врача и преподавателя приводит к быстрому прогрессу и переходу этих специальностей на новый уровень, а обманчивая доступность при решении сложных задач означает необходимость увеличения ответственности. Баланс между ростом эффективности за счет прогресса технологий и поддержанием необходимого уровня безопасности пациента и врача — непростая задача ближайшего десятилетия.