Duże modele językowe pomagają przewidzieć strefy epileptogenne wymagające operacji

Duże modele językowe pomagają przewidzieć strefy epileptogenne wymagające operacji

Padaczka, jedna z najczęstszych chorób neurologicznych charakteryzująca się nawracającymi napadami padaczkowymi, dotyka ponad 70 milionów ludzi na całym świecie. Około 3,4 miliona ludzi w Stanach Zjednoczonych cierpi na tę trudną chorobę. Około jednej trzeciej przypadków padaczki nie można opanować za pomocą leków. W przypadku tych pacjentów chirurgiczne wycięcie strefy padaczkowej (EZ), obszaru, którego usunięcie może skutkować uwolnieniem się od napadów – czyli okresem, w którym osoba chora na padaczkę nie doświadcza napadów – może być skuteczną metodą ograniczenia lub wyeliminowania napadów.

Jednak obecny wskaźnik powodzenia operacji resekcyjnych, podczas której chirurg usuwa część tkanek mózgowych, z których pochodzą napady padaczkowe, wynosi około 50–60%. Jednym z powodów jest to, że EZS nie zostały dokładnie zidentyfikowane. Aby zidentyfikować ECS, pacjenci przechodzą szereg badań, w tym MRI, elektroencefalografię lub EEG i wewnątrzczaszkowy EEG. Epileptolodzy wykorzystują te dane i obrazy do opisania tak zwanej semiologii napadów, czyli objawów i zachowań podczas napadów. Informacje te służą do przewidywania lokalizacji EZS.

Jednakże język używany przez epileptologów do opisu semiologii napadów padaczkowych może różnić się w zależności od ośrodka padaczkowego.

„Różne ośrodki leczenia padaczki mogą używać różnych terminów opisujących tę samą semiologię napadów” – mówi Feng Liu, adiunkt na Wydziale Systemów i Przedsiębiorstw Schaefer School of Engineering and Science w Stevens Institute of Technology. „Na przykład terminy „asymetryczna postawa” i „asymetryczna aktywność toniczna” mogą być użyte do opisania tego samego” – podaje przykład, w którym odnosi się do postawy, w której jedna ręka lub noga jest wyciągnięta, a druga zgięta. „Istnieje wiele terminów, które mogą odnosić się do tej samej rzeczy, ale różne ośrodki mogą używać różnej terminologii do ich opisu”.

Stwarza to pewną niespójność, która stanowi wyzwanie dla chirurgów. Ze względu na opisowy charakter semiologii zajęcia, duże modele językowe lub LLM, takie jak ChatGPT, przeszkolone na ogromnej kohorcie rejestrów publicznych, mogą być cennym narzędziem do identyfikacji EZS.

Liu i jego zespół współpracowników ocenili wartość kliniczną wykorzystania ChatGPT do interpretacji semiologii napadów w celu przewidywania lokalizacji EZ.

Duże modele językowe, takie jak ChatGPT, mogą być cennymi narzędziami do analizy złożonych informacji tekstowych, pomagając w interpretacji semiologicznych opisów napadów napadowych i dokładnej lokalizacji stref epileptogennych. „

Feng Liu, adiunkt, Wydział Systemów i Przedsiębiorczości, Schäfer School of Engineering and Science, Stevens Institute of Technology

Na potrzeby badania zespół przeprowadził ankietę wśród pięciu certyfikowanych epileptologów, którzy zgłosili się do wypełnienia ankiety internetowej składającej się ze 100 pytań na temat lokalizacji EZS, biorąc pod uwagę opis semiologii napadów. Następnie zespół wykorzystał Chatgpt do wykonania tego samego zadania i porównał wyniki ChatGPT z wynikami epileptologów.

Stwierdzono, że odpowiedzi ChatGPT pokrywają się z odpowiedziami epileptologów lub odpowiedziami epileptologów dotyczącymi regionów, w których często zlokalizowane są strefy epileptogenne, takich jak płat czołowy mózgu i płat skroniowy. Jednak epileptolodzy udzielili bardziej precyzyjnych odpowiedzi w obszarach, w których EZS jest rzadko zlokalizowany, takich jak wyspa i kora obręczy. Wyniki te zostaną opublikowane wJournal of Medical Internet Research12 maja.

Aby jeszcze bardziej poprawić wydajność LLM, zespół zbudował pierwszy LLM stworzony specjalnie do interpretacji półciał napadowych o nazwie Episemollm, hostowany na serwerze GPU Stevens. Platforma ta może być przydatnym asystentem w podejmowaniu decyzji w fazie przedoperacyjnej dla neurochirurgów i epileptologów.

„Nasze wyniki pokazują, że LLM i precyzyjnie dostrojone LLM mogą służyć jako cenne narzędzie wspierające przedoperacyjną ocenę w przypadku operacji padaczki” – mówi Liu. „Najlepszym rezultatem byłaby współpraca ludzi i sztucznej inteligencji”.

Źródła: