Evaluating the progression of artificial intelligence and large language models in medicine through comparative analysis of ChatGPT-3.5 and ChatGPT-4 in generating vascular surgery recommendations
Notice bibliographique
Résumé
Objective Artificial intelligence (AI) continues to become increasingly integrated with clinical medicine. Generative AI, and particularly Large Language Models (LLMs) like ChatGPT-3.5 and ChatGPT-4, have shown promise in generating human-like text, providing a potential tool for augmenting clinical care. These online AI chatbots have already demonstrated remarkable clinical potential, having passed the USMLE, for example. The evaluation of these LLMs in the surgical literature, especially as it applies to judgement and decision-making, is sparse. This study aimed to 1) evaluate the efficacy of ChatGPT-4 in providing clinician-level vascular surgery recommendations and 2) compare its performance with its predecessor, ChatGPT-3.5, to gauge the progression of clinical competencies of LLMs. Methods A set of forty clinician-level questions spanning four domains of vascular surgery (carotid artery disease, visceral artery aneurysms, abdominal aortic aneurysms, chronic limb-threatening ischemia) were generated by clinical experts. These domains were chosen based on the availability of updated guidelines published before September 2021, which served as the cut-off date for the training dataset of the LLMs. The questions, devoid of additional context or prompts, were inputted into ChatGPT-3.5 and ChatGPT-4 between March 20 and March 25, 2023. Responses were independently evaluated by two blinded reviewers using a 5-point Likert scale assessing comprehensiveness, accuracy, and consistency with guidelines. The Flesch-Kincaid Grade Level of each response was also determined. Independent samples t-test and Fisher's exact test were employed for comparative analysis. Results ChatGPT-4 significantly outperformed ChatGPT-3.5 by providing appropriate recommendations in 38 out of 40 questions (95%) as compared to 13 out of 40 (32.5%) by ChatGPT-3.5 (Fisher's Exact Test p < 0.001). Despite longer response lengths (chatGPT-4 mean 317 ± 58 words vs. chatGPT-3.5 mean 265 ± 74 words (p < 0.001), the reading ease of both models remained similar, corresponding to college-level graduate texts. Conclusion ChatGPT-4 can consistently respond accurately to complex clinician-level vascular surgery questions. This also represents a substantial advancement in performance compared to its predecessor, which was released only a few months prior, highlighting the progress of performance of LLMs in clinical medicine. Several limitations persist with the use of LLMs, including hallucinations, data privacy issues, and the black box problem, However, these findings suggest that with further refinements, LLMs like ChatGPT-4 have the potential to become indispensable tools in clinical decision-making, thereby marking an exciting frontier in the fusion of AI with clinical medicine and vascular surgery.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,023 | 0,114 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».