The future of AI clinicians: assessing the modern standard of chatbots and their approach to diagnostic uncertainty
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Artificial intelligence (AI) chatbots have demonstrated proficiency in structured knowledge assessments; however, there is limited research on their performance in scenarios involving diagnostic uncertainty, which requires careful interpretation and complex decision-making. This study aims to evaluate the efficacy of AI chatbots, GPT-4o and Claude-3, in addressing medical scenarios characterized by diagnostic uncertainty relative to Family Medicine residents. METHODS: Questions with diagnostic uncertainty were extracted from the Progress Tests administered by the Department of Family and Community Medicine at the University of Toronto between 2022 and 2023. Diagnostic uncertainty questions were defined as those presenting clinical scenarios where symptoms, clinical findings, and patient histories do not converge on a definitive diagnosis, necessitating nuanced diagnostic reasoning and differential diagnosis. These questions were administered to a cohort of 320 Family Medicine residents in their first (PGY-1) and second (PGY-2) postgraduate years and inputted into GPT-4o and Claude-3. Errors were categorized into statistical, information, and logical errors. Statistical analyses were conducted using a binomial generalized estimating equation model, paired t-tests, and chi-squared tests. RESULTS: Compared to the residents, both chatbots scored lower on diagnostic uncertainty questions (p < 0.01). PGY-1 residents achieved a correctness rate of 61.1% (95% CI: 58.4-63.7), and PGY-2 residents achieved 63.3% (95% CI: 60.7-66.1). In contrast, Claude-3 correctly answered 57.7% (n = 52/90) of questions, and GPT-4o correctly answered 53.3% (n = 48/90). Claude-3 had a longer mean response time (24.0 s, 95% CI: 21.0-32.5 vs. 12.4 s, 95% CI: 9.3-15.3; p < 0.01) and produced longer answers (2001 characters, 95% CI: 1845-2212 vs. 1596 characters, 95% CI: 1395-1705; p < 0.01) compared to GPT-4o. Most errors by GPT-4o were logical errors (62.5%). CONCLUSIONS: While AI chatbots like GPT-4o and Claude-3 demonstrate potential in handling structured medical knowledge, their performance in scenarios involving diagnostic uncertainty remains suboptimal compared to human residents.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».