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MedClarify:面向医学诊断、可提出病例特异性追问的信息获取AI智能体

MedClarify: An information-seeking AI agent for medical diagnosis with case-specific follow-up questions

智能体系统Agent 规划

摘要

大语言模型(LLM)越来越多地用于医学诊断任务。在临床实践中,正确的诊断很少能仅凭患者的初始表现立即推得。相反,得出诊断往往需要系统的病史采集,临床医生通过迭代问诊在多个可能病症之间推理以消解不确定性。这一过程要求考虑鉴别诊断并主动排除需要立即处置的急症。然而,医学LLM生成有信息量的追问、从而在鉴别诊断上推理的能力仍研究不足。本文提出MedClarify,一个信息获取AI智能体,可生成追问以支持迭代推理,辅助诊断决策。具体而言,MedClarify先计算类似鉴别诊断的候选诊断列表,再主动生成旨在降低诊断不确定性的追问。通过选择期望信息增益最高的问题,MedClarify实现有针对性的、不确定性感知的推理,以改进诊断表现。在实验中,我们首先展示了当前LLM在医学推理上的局限:它们常给出多个可能性相近的诊断,尤其当病例不完整或缺失诊断相关信息时。随后我们表明,信息论推理方法能生成有效追问,使诊断错误相对标准单轮LLM基线减少约27个百分点(p.p.)。总体而言,MedClarify提供了一条通过Agentic信息获取改进医学LLM的路径,从而促进与医学LLM的有效对话,以反映真实临床推理的迭代性与不确定性。

MedClarify:面向医学诊断、可提出病例特异性追问的信息获取AI智能体
图1:MedClarify概览,这是一个用于医学诊断、优化提问选择策略的AI智能体。a,系统生成一组带有对应置信度分数的鉴别诊断,随后通过结合旧证据与新证据知识的贝叶斯更新对其进行调整。基于改进后的鉴别诊断,MedClarify通过优化信息增益选择最优的后续问题,从而降低不确定性。该问题随后用于问诊患者,患者的回答被整合进患者病例。这一迭代式诊断细化过程反复进行,直到满足特定阈值,最终输出最终诊断。b,MedClarify的提问选择策略与技术概览。