Human-Machine Agreement in Medical Ethics: Patient Autonomy Case-Based Evaluation of Large Language Models
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Medical ethics provides a moral framework for the practice of clinical medicine. Four principles, that is, beneficence, nonmaleficence, patient autonomy, and justice, form the cornerstones of medical ethics as it is practiced today. Of these 4 principles, patient autonomy holds a pivotal position and often takes precedence in ethical dilemmas that result from conflicts among the 4 principles. Its importance serves as a constant reminder to the clinician that the "needs of the patient come first." With their remarkable ability to process natural language, large language models (LLMs) have recently pervaded nearly every aspect of human life, including medicine and medical ethics. Reliance on tools such as LLMs, however, poses fundamental questions in medical ethics, where human-like reasoning, emotional intelligence, and an understanding of local context and values are of utmost importance. OBJECTIVE: While emphasizing the central role of the human factor, we undertake a bold venture to establish some confidence in LLMs, as it pertains to medical ethics by not only evaluating the status quo of foundational LLMs but also exploring ways to improve the LLMs by using patient autonomy-based hypothetical cases. Although literature today is certainly lacking in such ventures, we also believe projects such as ours must be frequently revisited in the field of LLMs, which is evolving at a pace that is both rapid and unprecedented. METHODS: We evaluated 3 foundational LLMs (ChatGPT, LLaMA, and Gemini) on hypothetical cases in patient autonomy. We used Cohen κ to compare LLM responses to the consensus from a physician panel. McNemar test was used during the improvement phase and to report the final significance of improved agreement of each LLM with physician consensus. P values less than .05 were considered significant. An agreement with κ<0 was designated as poor, 0-0.2 as slight, 0.2-0.4 as fair, 0.41-0.6 as moderate, 0.61-0.8 as substantial, and 0.81-1 as almost perfect. RESULTS: There was slight to fair agreement between the foundational LLMs and the physician consensus. With iterative improvement techniques, this agreement evolved to be substantial or higher (Cohen κ of 0.73-0.82). The degree of improvement was statistically significant (P=.006 for ChatGPT, P<.001 for Gemini, and P<.001 for LLaMA). CONCLUSIONS: Although LLMs hold great potential for use in medicine, there needs to be an abundance of caution in using foundational LLMs in domains such as medical ethics. With adequate human oversight in testing and utilizing established techniques, LLM responses can be better aligned to human responses, even in the domain of medical ethics.
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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 | 0,047 | 0,204 |
| 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 | 0,003 |
| Communication savante | 0,004 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 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 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 ».