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Enregistrement W4405775523 · doi:10.2196/65047

Evaluating and Enhancing Japanese Large Language Models for Genetic Counseling Support: Comparative Study of Domain Adaptation and the Development of an Expert-Evaluated Dataset

2024· article· en· W4405775523 sur OpenAlexvenueno aff
Takuya Fukushima, Masae Manabe, Shuntaro Yada, Shoko Wakamiya, Akiko Yoshida, Yusaku Urakawa, A. Maeda, Shigeyuki Kan, Masayo Takahashi, Eiji Aramaki

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBRCA gene mutations in cancer
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintAdaptation (eye)Domain (mathematical analysis)Computer sciencePsychologyWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Advances in genetics have underscored a strong association between genetic factors and health outcomes, leading to an increased demand for genetic counseling services. However, a shortage of qualified genetic counselors poses a significant challenge. Large language models (LLMs) have emerged as a potential solution for augmenting support in genetic counseling tasks. Despite the potential, Japanese genetic counseling LLMs (JGCLLMs) are underexplored. To advance a JGCLLM-based dialogue system for genetic counseling, effective domain adaptation methods require investigation. OBJECTIVE: This study aims to evaluate the current capabilities and identify challenges in developing a JGCLLM-based dialogue system for genetic counseling. The primary focus is to assess the effectiveness of prompt engineering, retrieval-augmented generation (RAG), and instruction tuning within the context of genetic counseling. Furthermore, we will establish an experts-evaluated dataset of responses generated by LLMs adapted to Japanese genetic counseling for the future development of JGCLLMs. METHODS: Two primary datasets were used in this study: (1) a question-answer (QA) dataset for LLM adaptation and (2) a genetic counseling question dataset for evaluation. The QA dataset included 899 QA pairs covering medical and genetic counseling topics, while the evaluation dataset contained 120 curated questions across 6 genetic counseling categories. Three enhancement techniques of LLMs-instruction tuning, RAG, and prompt engineering-were applied to a lightweight Japanese LLM to enhance its ability for genetic counseling. The performance of the adapted LLM was evaluated on the 120-question dataset by 2 certified genetic counselors and 1 ophthalmologist (SK, YU, and AY). Evaluation focused on four metrics: (1) inappropriateness of information, (2) sufficiency of information, (3) severity of harm, and (4) alignment with medical consensus. RESULTS: The evaluation by certified genetic counselors and an ophthalmologist revealed varied outcomes across different methods. RAG showed potential, particularly in enhancing critical aspects of genetic counseling. In contrast, instruction tuning and prompt engineering produced less favorable outcomes. This evaluation process facilitated the creation an expert-evaluated dataset of responses generated by LLMs adapted with different combinations of these methods. Error analysis identified key ethical concerns, including inappropriate promotion of prenatal testing, criticism of relatives, and inaccurate probability statements. CONCLUSIONS: RAG demonstrated notable improvements across all evaluation metrics, suggesting potential for further enhancement through the expansion of RAG data. The expert-evaluated dataset developed in this study provides valuable insights for future optimization efforts. However, the ethical issues observed in JGCLLM responses underscore the critical need for ongoing refinement and thorough ethical evaluation before these systems can be implemented in health care settings.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,010
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,025
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,015
Score d'incertitude au seuil0,054

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0100,025
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,002

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.

Tête enseignante Opus0,056
Tête enseignante GPT0,409
Écart entre enseignants0,352 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2024
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