隨著人工智能(AI)技術在醫(yī)療診斷領域的廣泛應用,其決策的準確性和效率為醫(yī)療行業(yè)帶來了巨大變革。然而,AI 決策的不透明性引發(fā)了諸多擔憂,涉及醫(yī)療質量、患者信任及法律責任等方面。本文深入探討 AI 在醫(yī)療診斷中決策透明的重要性,剖析當前面臨的挑戰(zhàn),并詳細闡述實現決策透明的多種路徑,旨在為推動 AI 技術在醫(yī)療領域的安全、可靠應用提供理論支持與實踐指導。
AI 技術憑借其強大的數據處理和模式識別能力,正逐漸成為醫(yī)療診斷領域的重要輔助工具。從影像診斷中的疾病識別到臨床決策支持系統(tǒng)的診斷建議生成,AI 的應用顯著提高了診斷效率和準確性。然而,AI 模型尤其是深度學習模型,其決策過程往往被視為“黑箱”,內部機制難以理解,這一決策不透明性問題成為 AI 在醫(yī)療領域深入應用的關鍵阻礙。
AI 醫(yī)療診斷決策不透明的現狀及影響
當前主流的 AI 醫(yī)療診斷模型,如卷積神經網絡(CNN)用于影像診斷、循環(huán)神經網絡(RNN)及其變體用于疾病預測等,在處理復雜醫(yī)療數據時表現出色。但這些模型基于大量數據進行訓練,其決策過程涉及復雜的數學運算和參數調整。以一個用于識別肺部結節(jié)的 AI 模型為例,它通過對海量肺部影像數據及其對應的診斷結果進行學習,建立起數據特征與診斷結論之間的關聯。但當模型給出一個肺部結節(jié)為惡性的診斷結果時,醫(yī)生卻很難從模型的復雜參數和運算過程中清晰了解其判斷依據,即為何認定該結節(jié)為惡性,哪些影像特征起到了關鍵作用等。
AI 醫(yī)療診斷決策的不透明性,在醫(yī)療行業(yè)引發(fā)了一系列不容忽視的連鎖反應,從醫(yī)療質量與安全,到患者信任,再到法律與倫理層面,均受到了深刻影響。
一是醫(yī)療質量與安全隱患。決策不透明可能導致醫(yī)生難以判斷 AI 診斷結果的可靠性。在面對復雜病例時,若醫(yī)生盲目依賴 AI 診斷而無法理解其決策邏輯,一旦 AI 出現錯誤診斷,可能延誤患者治療,嚴重影響醫(yī)療質量,甚至危及患者生命安全
二是患者信任問題?;颊咴诮邮茚t(yī)療診斷時,通常希望了解診斷依據和過程。當 AI 參與診斷且決策不透明時,患者可能對診斷結果產生懷疑,降低對醫(yī)療服務的信任度。不僅影響患者對治療方案的依從性,還可能引發(fā)醫(yī)患關系緊張。
三是法律與倫理困境。在法律層面,決策不透明使得責任界定變得模糊。當 AI 診斷出現失誤時,難以確定責任主體是 AI 開發(fā)者、醫(yī)療機構還是醫(yī)生。從倫理角度看,不透明的 AI 決策可能侵犯患者的知情權,違背醫(yī)療倫理中對患者信息充分告知的原則。
實現 AI 醫(yī)療診斷決策透明的路徑
面對 AI 醫(yī)療診斷決策不透明帶來的重重困境,積極探尋切實可行的解決路徑迫在眉睫。從技術、數據以及流程等多個維度,可以探索實現決策透明的具體方式。
首先是可解釋性 AI 技術的應用。在眾多實現 AI 醫(yī)療診斷決策透明的路徑中,可解釋性 AI 技術的應用無疑是關鍵一環(huán)。
通過開發(fā)專門的可視化工具,可以將 AI 模型的決策過程以直觀的圖形或圖像形式展示出來的模型可視化技術。對于用于影像診斷的 CNN 模型,就可以通過可視化技術展示模型在處理影像時關注的區(qū)域和特征。Grad-CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping)技術能夠生成熱力圖,直觀顯示模型在影像中對哪些部分賦予了較高權重,幫助醫(yī)生理解模型的決策依據。在一張肺部 CT 影像中,Grad-CAM 生成的熱力圖可以清晰地顯示出模型判斷肺部結節(jié)為惡性時,主要關注的結節(jié)邊緣的不規(guī)則性和內部的密度變化等特征區(qū)域。
還可以構建決策樹模型等解釋性模型,通過一系列的條件判斷對數據進行分類,其決策過程可以直觀地以樹形結構展示。在醫(yī)療診斷中,決策樹模型可以根據患者的癥狀、檢查結果等特征,逐步進行判斷,最終得出診斷結論。用于診斷糖尿病的決策樹模型,可能首先根據患者的空腹血糖值進行判斷,若空腹血糖值大于某個閾值,再進一步結合餐后血糖值、糖化血紅蛋白等指標進行后續(xù)判斷,整個決策過程清晰易懂,醫(yī)生和患者都能明確每個診斷步驟的依據。
其次是數據層面的透明。數據作為 AI 醫(yī)療診斷模型的基石,其透明度對于決策透明至關重要。從數據的來源與標注,到數據的使用與更新,確保各個環(huán)節(jié)的透明,能夠極大增強 AI 診斷的可信度。
公開 AI 醫(yī)療診斷模型所使用的數據來源,包括數據的收集機構、收集時間、收集方法等信息能夠實現數據來源與標注透明。同時,對數據標注過程進行詳細說明,確保數據標注的準確性和一致性。醫(yī)生和患者可以了解數據的可靠性,進而對基于這些數據訓練的 AI 模型的診斷結果有更準確的判斷。
明確AI 模型在診斷過程中對數據的使用方式,以及數據更新機制。定期公布模型使用的數據版本,當有新的數據加入或數據發(fā)生變化時,及時通知相關人員,以實現數據使用與更新透明,醫(yī)生也能夠根據最新的數據和模型情況進行診斷。
再次是流程層面的透明。清晰展示診斷流程,建立有效的結果解釋與溝通機制,有助于各方更好地理解和應用 AI 診斷結果。
將 AI 參與的醫(yī)療診斷流程以流程圖的形式展示出來,明確各個環(huán)節(jié)的輸入、輸出以及 AI 在其中的作用。從患者數據采集、數據預處理、AI 模型診斷到最終診斷結果生成和報告,每個步驟都清晰呈現,實現診斷流程可視化。通過流程可視化,醫(yī)生和患者都能清楚了解 AI 在整個診斷過程中的角色和貢獻。
建立完善的 AI 診斷結果解釋與溝通機制。當 AI 給出診斷結果時,系統(tǒng)應同時提供詳細的解釋說明,包括診斷依據、不確定性程度等信息。醫(yī)生在向患者傳達診斷結果時,能夠依據這些解釋內容,以通俗易懂的方式向患者說明 AI 診斷的原理和意義。
提升 AI 醫(yī)療診斷決策透明度的策略與建議
為了切實提升 AI 醫(yī)療診斷決策的透明度,不僅要明確實現的路徑,還需從宏觀層面制定一系列行之有效的策略與建議。
一是加強技術研發(fā)投入。技術是推動 AI 醫(yī)療診斷決策透明的核心動力,加大技術研發(fā)投入刻不容緩。政府和科研機構應加大對可解釋性 AI 技術研發(fā)的資金和政策支持。設立專項科研基金,鼓勵高校、科研院所和企業(yè)開展相關研究。例如,國家自然科學基金可以設立“AI 醫(yī)療診斷可解釋性技術”專項,支持研究人員開發(fā)更先進的模型可視化、解釋性模型構建等技術。同時,制定相關政策,對在可解釋性 AI 技術研發(fā)方面取得重大突破的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠、項目扶持等獎勵,促進技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展。
二是完善法規(guī)與倫理準則。AI 醫(yī)療診斷快速發(fā)展,完善的法規(guī)與倫理準則是確保決策透明的重要保障,能夠為 AI 技術的應用劃定清晰邊界。制定專門針對 AI 醫(yī)療診斷決策透明的法律法規(guī)和倫理準則。明確 AI 開發(fā)者、醫(yī)療機構、醫(yī)生在保障決策透明方面的責任和義務。規(guī)定 AI 醫(yī)療診斷產品在上市前必須通過嚴格的決策透明度評估,確保其符合相關法規(guī)和倫理要求。
三是提高醫(yī)療人員與公眾認知。醫(yī)療人員和公眾對決策透明的認知程度,直接影響著 AI 技術在醫(yī)療領域的應用效果。針對醫(yī)療人員的開展AI 決策透明培訓,使其能夠理解和運用可解釋性 AI 技術,正確解讀 AI 診斷結果的解釋信息。同時,通過科普宣傳等方式,提高公眾對 AI 醫(yī)療診斷決策透明度的認識和理解。
結論與展望
AI 在醫(yī)療診斷中的決策透明是保障其安全、有效應用的關鍵因素。盡管當前面臨諸多挑戰(zhàn),但通過可解釋性 AI 技術的應用、數據和流程層面的透明化以及相關策略的實施,有望逐步提升 AI 醫(yī)療診斷決策的透明度。未來,隨著技術的不斷進步、法規(guī)和倫理準則的完善以及醫(yī)療人員和公眾認知的提高,AI 在醫(yī)療診斷領域將實現更可靠、更值得信賴的發(fā)展,為提高醫(yī)療質量、改善患者健康福祉發(fā)揮更大的作用。我們期待看到 AI 與醫(yī)療深度融合,在透明、可控的環(huán)境下,為醫(yī)療行業(yè)帶來更多創(chuàng)新和突破,推動全球醫(yī)療事業(yè)邁向新的高度。(作者系北部灣大學王東博士)
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