Performance of Multimodal Artificial Intelligence Chatbots Evaluated on Clinical Oncology Cases
Notice bibliographique
Résumé
Importance: Multimodal artificial intelligence (AI) chatbots can process complex medical image and text-based information that may improve their accuracy as a clinical diagnostic and management tool compared with unimodal, text-only AI chatbots. However, the difference in medical accuracy of multimodal and text-only chatbots in addressing questions about clinical oncology cases remains to be tested. Objective: To evaluate the utility of prompt engineering (zero-shot chain-of-thought) and compare the competency of multimodal and unimodal AI chatbots to generate medically accurate responses to questions about clinical oncology cases. Design, Setting, and Participants: This cross-sectional study benchmarked the medical accuracy of multiple-choice and free-text responses generated by AI chatbots in response to 79 questions about clinical oncology cases with images. Exposures: A unique set of 79 clinical oncology cases from JAMA Network Learning accessed on April 2, 2024, was posed to 10 AI chatbots. Main Outcomes and Measures: The primary outcome was medical accuracy evaluated by the number of correct responses by each AI chatbot. Multiple-choice responses were marked as correct based on the ground-truth, correct answer. Free-text responses were rated by a team of oncology specialists in duplicate and marked as correct based on consensus or resolved by a review of a third oncology specialist. Results: This study evaluated 10 chatbots, including 3 multimodal and 7 unimodal chatbots. On the multiple-choice evaluation, the top-performing chatbot was chatbot 10 (57 of 79 [72.15%]), followed by the multimodal chatbot 2 (56 of 79 [70.89%]) and chatbot 5 (54 of 79 [68.35%]). On the free-text evaluation, the top-performing chatbots were chatbot 5, chatbot 7, and the multimodal chatbot 2 (30 of 79 [37.97%]), followed by chatbot 10 (29 of 79 [36.71%]) and chatbot 8 and the multimodal chatbot 3 (25 of 79 [31.65%]). The accuracy of multimodal chatbots decreased when tested on cases with multiple images compared with questions with single images. Nine out of 10 chatbots, including all 3 multimodal chatbots, demonstrated decreased accuracy of their free-text responses compared with multiple-choice responses to questions about cancer cases. Conclusions and Relevance: In this cross-sectional study of chatbot accuracy tested on clinical oncology cases, multimodal chatbots were not consistently more accurate than unimodal chatbots. These results suggest that further research is required to optimize multimodal chatbots to make more use of information from images to improve oncology-specific medical accuracy and reliability.
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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 | 0,019 | 0,135 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».