人工智能可以成为下一代医学生的强大代课老师

人工智能可以成为下一代医学生的强大代课老师

随着外科医生的短缺日益严重，人工智能可以通过指导医学生练习外科技术来帮助填补这一空白。

一种基于经验丰富的外科医生工作视频的新工具可以在学生练习缝合时实时提供个性化建议。初步实验表明，人工智能可以成为更有经验的学生的强大代课老师。

“我们正处于一个关键时刻。提供者的短缺越来越严重，我们需要找到新的方法来提供更多更好的练习机会。目前，时间已经很短的主治外科医生必须进来观看学生练习，评估他们并为他们提供详细的反馈——这根本无法扩展，”主要作者马蒂亚斯·翁贝拉特（Mathias Unberath）说，他是人工智能辅助医学专家，专注于人类如何与人工智能互动。 “下一个最好的事情可能是我们可解释的人工智能，它向学生展示他们的工作与经验丰富的外科医生的工作有何不同。”

约翰·霍普金斯大学开发的突破性技术最近在国际医学图像计算和计算机辅助干预会议上得到了展示和认可。

目前，许多医学生观看专家进行手术的视频并试图模仿他们所看到的。甚至现有的人工智能模型也可以评估学生，但 Unberath 表示，它们存在不足，因为它们没有告诉学生他们做对了什么，错了。

“这些模型可以告诉你你的能力是高还是低，但它们很难告诉你原因，”他说。 “如果我们想要实现有意义的自我培训，我们需要帮助学习者了解他们需要关注什么以及为什么。”

该团队的模型涉及所谓的“可解释的人工智能”，在这个例子中，这种人工智能方法可以评估学生闭合伤口的程度，然后准确地告诉他们如何改进。

该团队通过跟踪经验丰富的外科医生闭合切口时的手部动作来训练他们的模型。当学生尝试相同的任务时，人工智能会立即向他们发送短信，让他们知道与专家相比，自己的表现如何，以及如何改进自己的技术。

学习者希望有人客观地告诉他们他们是如何做到的。我们可以计算他们在手术前后的表现，看看他们是否接近专家的做法。”

Catalina Gomez，主要作者，约翰·霍普金斯大学计算机科学博士生

该团队进行了一项史无前例的研究，以了解学生是否通过人工智能或观看视频学得更好。他们随机分配了 12 名具有使用这两种方法之一进行缝合经验的医学生。

所有参与者都练习用缝线缝合切口。一些人收到了即时的人工智能反馈，而另一些人则试图将他们的工作与视频中的外科医生进行比较。然后大家又开始尝试缝制。

与观看视频的学生相比，一些接受过人工智能培训的学生学得更快，经验也更多。

“对于一些人来说，人工智能反馈有很大的影响，”Unberath 说。 “初学者仍然很难完成这项任务，但具有扎实外科知识的学生能够实施建议，这产生了很大的影响。”

接下来，该团队计划完善该模型，使其更易于使用。他们希望最终创建一个学生可以在家使用的版本。

“我们希望提供计算机视觉和人工智能技术，让人们可以在舒适的家中使用针线包和智能手机进行练习，”Unberath 说。 “这将帮助我们扩大医学领域的教育。这实际上是关于我们如何利用这项技术来解决问题。”

作者包括 Lalithkumar Seenivasan、Xinrui Zou；尹智宇;楚思睿;阿里尔·莱昂；帕特里克·克莱默；谷宇春;何塞·L·波拉斯；和 Masaru Ishii 均来自约翰霍普金斯大学，Alejandro Martin-Gomez 来自阿肯色大学。

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