ChatGPT 在醫(yī)學生問診教學中的應用可行性研究

醫(yī)學生的問診教學是醫(yī)學教育中的重要組成部分。問診是獲取患者病史信息和診斷疾病的關(guān)鍵步驟。因此，醫(yī)學生需要掌握良好的問診技能，以確保能夠有效地與患者溝通并準確地診斷疾病[1-2]。然而，傳統(tǒng)的醫(yī)學生問診教學存在一些問題，例如患者資源有限、實踐機會不足等[3-4]。ChatGPT是一種生成式人工智能，它能夠?qū)W習并模擬人類的對話方式，生成符合語法和語義規(guī)則的文本，這項技術(shù)已廣泛應用于人工客服、互聯(lián)網(wǎng)在線問診服務平臺等[5]。本研究旨在探討ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用的可行性，探索一種新的醫(yī)學生問診教學模式，通過虛擬患者與醫(yī)學生進行模擬對話，提高醫(yī)學生的問診技能和診斷水平。1醫(yī)學生問診教學存在的問題傳統(tǒng)的醫(yī)學生問診教學中存在一些問題，可能會影響醫(yī)學生的問診技能和診斷水平，從而影響患者的診療質(zhì)量。1.1患者資源有限醫(yī)學生需要與患者進行實踐性的問診操作，但日常教學中患者資源有限，主要采用問診模擬人和標準化病人，然而問診模擬人數(shù)量不足以開展一對一的問診教學，且存在對話生硬、理解和表達能力差等問題，只能根據(jù)預設問題進行對話。另外，因標準化病人培訓費時、成本較高、病種數(shù)少等，其也難滿足問診教學的需求[6]。1.2實踐機會不足醫(yī)學專業(yè)技能需要大量時間進行練習和積累，為保持較高的能力水平，醫(yī)學生需要定期、持續(xù)、反復地進行實踐。然而，在現(xiàn)實中，由于學業(yè)繁重，醫(yī)學生在日常教學中的實踐機會有限，實訓時間不足。在見習環(huán)節(jié)，由于患者對醫(yī)學生不夠信任，拒絕醫(yī)學生為其操作，使醫(yī)學生與患者的接觸機會進一步減少，從而影響了問診教學效果。1.3缺乏有效反饋傳統(tǒng)問診教學由于缺乏及時、全面和客觀的反饋機制，導致教師難以充分了解醫(yī)學生的問診情況。模擬人、標準化病人等教學方式均存在一定局限性，無法為醫(yī)學生提供充分有效的反饋，進而影響醫(yī)學生問診技能的提升。例如，問診模擬人缺乏語義理解能力，只能抓取關(guān)鍵詞進行預設反饋[7]；標準化病人無法完全模擬患者的癥狀、體征和反應，還會因自身經(jīng)驗、偏見和態(tài)度等導致反饋存在一定的主觀性和局限性[8]。1.4教學資源不足提高問診教學質(zhì)量，有必要構(gòu)建一個既豐富又及時更新的問診教學資源庫。資源庫不僅要包含數(shù)量充足的案例，還要保證教學內(nèi)容的針對性和實用性。然而盡管目前已編制了一些問診教學案例，但是這些案例針對性和實用性不強。首先，現(xiàn)有的案例數(shù)量較少，無法滿足醫(yī)學生在臨床實踐中對問診技能學習的需求。其次，教學資源的更新速度過慢，部分內(nèi)容甚至已經(jīng)與臨床實際脫節(jié)，這使醫(yī)學生在學習過程中難以接觸最新的臨床知識和技能。1.5教學評價體系不完善現(xiàn)有的問診教學評價主要依賴于教師的主觀評價，模擬人和問診系統(tǒng)主要通過抓取學生問診詞語進行評價，容易造成評價結(jié)果不客觀、不準確。此外，問診技能的評價標準不夠明確，缺乏具體實施細則，使教學評價容易出現(xiàn)偏差[9]。2ChatGPT概述2.1定義生成式人工智能是一種人工智能技術(shù)（AI），它可以生成內(nèi)容、解決問題或執(zhí)行任務。這類技術(shù)通常利用深度學習方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡模型）來實現(xiàn)，并且能夠自動生成文本、圖像、音頻等多種形式的輸出。生成式AI廣泛應用于自然語言處理、計算機視覺和其他領域。ChatGPT是一款基于生成式預訓練Transformer（GPT）模型的聊天機器人，由OpenAI公司開發(fā)。GPT模型是一種生成式人工智能技術(shù)，通過大量數(shù)據(jù)進行訓練，從而學會理解和生成自然語言，GPT模型的開放式API（應用程序接口）使其在多個實際應用場景中得以驗證，包括聊天機器人、自動寫作、智能問答等。ChatGPT在GPT模型的基礎上進行了進一步優(yōu)化和微調(diào)，使其具備更強的對話生成能力，能與用戶進行自然、流暢的交流[10]。2.2功能特點2.2.1強大的文本理解和生成能力ChatGPT通過大規(guī)模數(shù)據(jù)訓練，具備對復雜語言結(jié)構(gòu)、含義和情感的深層次理解，可以根據(jù)輸入條件自動生成符合要求的文本內(nèi)容，甚至能夠進行創(chuàng)新性寫作。2.2.2高度靈活和可擴展性ChatGPT具有較強的通用性，可以適應多種任務場景和需求。例如，在問答系統(tǒng)、機器翻譯、文本摘要等領域均收到了良好效果。此外，模型還可通過調(diào)整參數(shù)、微調(diào)技術(shù)等方式實現(xiàn)定制化訓練，以滿足不同用戶的需求。2.2.3實時響應與交互性ChatGPT支持實時計算和交互，能夠快速響應用戶請求并生成相應結(jié)果。這一特點為模型的在線應用提供了便利條件，可實現(xiàn)與用戶的自然對話和協(xié)同工作。2.2.4模型優(yōu)化和升級容易ChatGPT的優(yōu)化和升級相對容易，可以通過增加訓練數(shù)據(jù)、改進模型結(jié)構(gòu)等方式提高性能。此外，還可以使用遷移學習、聯(lián)邦學習等技術(shù)，將已有模型遷移到新任務上，從而實現(xiàn)快速部署和效果提升。2.2.5增強用戶體驗和效率ChatGPT能夠根據(jù)具體任務需求生成精準、全面的結(jié)果，這使其在增強用戶體驗和效率方面具有顯著優(yōu)勢。例如，在搜索引擎中應用生成式AI可以提供更準確的搜索結(jié)果，在智能客服中可以更快地解決用戶問題[11]。3醫(yī)學生問診教學中應用ChatGPT的可行性3.1ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用的教學方法可行性首先，ChatGPT可以在醫(yī)學生問診教學中扮演角色，并通過對話的方式來進行問診示范和指導。這種交互式的教學方式可以提高教學效率和醫(yī)學生學習興趣，使其更加主動地參與教學，有效促進學習效果的提高[12]。其次，ChatGPT具有精準理解和回答問題的能力，可以針對不同的病情和病歷信息，給出科學而專業(yè)的診斷建議[13]。這種個性化的教學方式可以更好地滿足醫(yī)學生的學習需求，提高其診斷能力和臨床素養(yǎng)。再其次，ChatGPT可以通過對話的方式進行反饋和評估，幫助醫(yī)學生了解自己的不足之處并積極改進。這種實時、個性化的反饋方式可以更好地激發(fā)醫(yī)學生的學習興趣和動力，建立有效的教學關(guān)系。最后，ChatGPT可以借助數(shù)據(jù)分析，對醫(yī)學生的學習狀態(tài)和行為進行監(jiān)測和分析，幫助教師了解醫(yī)學生的學習情況和需要，從而更好地進行教學設計和個性化指導[14]。ChatGPT與傳統(tǒng)教學方法相比，具有以下優(yōu)勢：一是真正實現(xiàn)隨時隨地學習，不受時間、地點和資源限制，只需要打開問診系統(tǒng)，醫(yī)學生就可以隨時隨地利用ChatGPT進行交互式學習。二是實現(xiàn)個性化學習，ChatGPT可以根據(jù)醫(yī)學生學習能力和互動效果，提供個性化的學習內(nèi)容和建議，幫助其更好地理解和掌握問診知識。三是使用ChatGPT學習可以增加學習的趣味性，激發(fā)醫(yī)學生學習的熱情。同時，ChatGPT還能根據(jù)醫(yī)學生的反饋和問題，提供針對性的答案、建議以及相關(guān)知識點和最新醫(yī)學知識，促進醫(yī)學生學習效果的提高?？偟膩碚f，ChatGPT作為一種多媒體交互方式，能夠為醫(yī)學生提供更加便捷、有效的學習方式[15]。3.2ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用的技術(shù)可行性在將ChatGPT應用于醫(yī)學生問診教學時，需要綜合考慮技術(shù)、教學和倫理等多個方面的問題。首先，數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量影響模型的準確性和可靠性，因此需要收集和整理大量高質(zhì)量的醫(yī)學問診語料，建立語料庫，為確保ChatGPT的醫(yī)學數(shù)據(jù)充足、高質(zhì)量且具有代表性，需要從權(quán)威數(shù)據(jù)庫和專業(yè)出版物中收集大量醫(yī)學文獻，并在整理過程中對數(shù)據(jù)進行清洗和標注，對患者姓名、聯(lián)系方式等隱私信息進行匿名化處理。其次，不同的模型具有不同的特點和適用范圍，需要根據(jù)具體教學需求選擇適合的模型，并進行有效的訓練和優(yōu)化。再其次，需要對模型進行有效的評估和驗證，以確保其準確性和可靠性，這需要有臨床專家的參與，制訂評估標準，充分評估并驗證應用效果[16]。同時，還需要對模型進行有效的監(jiān)控和維護，遵守相關(guān)法律法規(guī)，采取嚴格的數(shù)據(jù)安全策略，如使用加密技術(shù)、設置訪問權(quán)限等，防止數(shù)據(jù)泄露，針對敏感信息，可以采用去標識化處理，保護患者隱私，以確保其穩(wěn)定性和可靠性。最后，需要對教學效果進行有效的評估和反饋，以了解醫(yī)學生的學習情況和教學效果，并及時對教學進行調(diào)整和優(yōu)化。通過以上分析，應用ChatGPT進行醫(yī)學生問診教學在可行性和可靠性方面具有較大的潛力。然而，在實際操作過程中，需不斷調(diào)整和完善各個環(huán)節(jié)，以確保該技術(shù)能夠真正為醫(yī)學生問診教學提供有效支持。3.3ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用的倫理可行性ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用具有廣闊的前景，但同時也需要審慎評估其倫理可行性。（1）從數(shù)據(jù)隱私與保護的角度考慮，采用此類技術(shù)可能導致敏感信息泄漏。因此，在利用ChatGPT模擬病例時，需要制定嚴格的數(shù)據(jù)管理和保護政策，確保合規(guī)性和安全性。例如，可以采用數(shù)據(jù)脫敏處理和加密存儲等措施來保護患者的隱私信息。此類智能學習系統(tǒng)為全面提高評估效能會收集學生學業(yè)水平、興趣愛好、學習習慣等信息，尤其是高校學生敏感、復雜的個人信息，因而存在過度收集和泄漏擴散的風險[17]。（2）從學生權(quán)益與尊嚴的角度分析，需要確保在利用ChatGPT模擬病例時，充分尊重患者的形象和體驗，同時也要注意生成內(nèi)容不會影響醫(yī)學生的倫理道德。因此，在設計病例時要避免使用刻板印象和歧視性語言，以便醫(yī)學生在提高診斷能力的同時，培養(yǎng)良好的人文關(guān)懷精神。此外，教育工作者需關(guān)注醫(yī)學生個人發(fā)展和心理健康，防止過度依賴信息技術(shù)，確保醫(yī)學生在面對真實患者時具備適應能力[18]。（3）從風險與效果平衡的角度分析，盡管ChatGPT有助于提高醫(yī)學教育質(zhì)量，但是仍存在誤導醫(yī)學生的潛在風險。因此，在運用該技術(shù)時，必須密切監(jiān)控其準確性和可靠性，并對教學效果進行定期評估。同時，結(jié)合傳統(tǒng)示教、實踐操作等多元化教學方法，以提高整體教學質(zhì)量，并使學生認識到技術(shù)并不能替代實際的臨床經(jīng)驗。（4）在公平性與普惠性方面，需關(guān)注資源分配問題[19]。在推廣ChatGPT時，應避免加劇地區(qū)和人群之間的差距，特別是對那些無法承擔昂貴費用的低收入群體。政府和有關(guān)機構(gòu)應積極推動技術(shù)公益化，營造包容的醫(yī)學教育氛圍，確保每個人都能享受這項先進技術(shù)所帶來的便利。（5）從道德取向與價值觀角度審視，在關(guān)注技術(shù)發(fā)展的同時，還要重視人文關(guān)懷和醫(yī)者仁心。引導醫(yī)學生以患者為中心，將科技發(fā)展與道德責任相結(jié)合，在追求技術(shù)創(chuàng)新的同時，堅守醫(yī)學倫理原則[20]。只有在秉持人文關(guān)懷和科技創(chuàng)新相結(jié)合的理念下，才能實現(xiàn)醫(yī)學生問診教學的倫理可行性，為醫(yī)學教育帶來更美好的未來。3.4ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用存在的不足盡管ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中應用具有諸多優(yōu)點，但是也存在一些不足之處。首先，ChatGPT無法替代真實的醫(yī)療場景，醫(yī)學生可能無法真正體驗到實際操作時的復雜性和挑戰(zhàn)性，尤其是與人交流時的情緒化表達和緊迫性等。其次，Chat-GPT的安全性、準確性和可靠性也存在一定局限，可能會出現(xiàn)誤導醫(yī)學生的信息或答案，甚至數(shù)據(jù)安全問題[21]。最后，一些醫(yī)學生可能會對ChatGPT的使用感到不適應或不習慣，不知如何提出有效問題，需要一定的適應時間。因此，在使用ChatGPT進行醫(yī)學生問診教學時，需要注意這些不足之處，采取相應的措施加以解決和規(guī)避。4ChatGPT在醫(yī)學生問診教學中的應用路徑4.1建立醫(yī)學問診語料庫語料庫是訓練ChatGPT或GPT類模型的數(shù)據(jù)源，是讓系統(tǒng)學習專業(yè)知識、建立案例庫的基礎。首先，通過各種途徑收集醫(yī)學問診語料，例如醫(yī)院門診、醫(yī)學期刊、醫(yī)學數(shù)據(jù)庫、問診技能評價表等，語料可以包括各種真實的醫(yī)學場景的病歷、問診對話、體格檢查等。其次，整理醫(yī)學問診語料，對收集的醫(yī)學問診語料進行整理和分類，例如按病癥分類、按臨床技能等分類，并對語料進行標注，例如標注個人信息、主訴、癥狀、體征、用藥史、家族史等，方便后續(xù)使用和處理，去除重復、錯誤和不合適的內(nèi)容，保護患者隱私和醫(yī)生隱私，去除敏感信息和個人信息。最后，建立醫(yī)學問診語料庫，將整理和清洗后的醫(yī)學問診語料存儲到數(shù)據(jù)庫中，語料庫可以根據(jù)需要定期進行更新和維護，以確保語料的時效性和有效性。4.2訓練問診患者模型建立的醫(yī)學問診語料庫作為訓練數(shù)據(jù)，使用ChatGPT進行訓練，根據(jù)教學目標和問診場景進行模型構(gòu)建。對收集和整理的醫(yī)學問診語料進行預處理，將處理后的數(shù)據(jù)劃分為訓練集、驗證集和測試集。將數(shù)據(jù)輸入模型中，進行模型訓練。在訓練過程中，要根據(jù)系統(tǒng)反饋不斷調(diào)整模型參數(shù)，對模型進行監(jiān)控和調(diào)試，解決訓練過程中出現(xiàn)的問題，以獲得更好的性能。使用測試集對訓練后的模型進行評估，包括準確率、召回率等。根據(jù)評估結(jié)果進行模型的調(diào)整和優(yōu)化，將訓練好的模型上傳教學平臺供學生使用。在使用過程中，可以根據(jù)學生的反饋和表現(xiàn)進行調(diào)整和優(yōu)化[22]。4.3構(gòu)建虛擬患者根據(jù)教學目標和問診場景，設計虛擬患者的基本信息，包括年齡、性別、病史等，可根據(jù)需要設計虛擬患者的情緒狀態(tài)，增加交流真實性和問診難度。將虛擬患者信息提供給問診系統(tǒng)，讓其閱讀，并告知其“請閱讀以下資料，閱讀完畢后，扮演患者張三，與提問者對話時不能使用醫(yī)學專業(yè)術(shù)語”。4.4醫(yī)學生模擬問診醫(yī)學生使用虛擬問診系統(tǒng)進行模擬對話。在對話中，醫(yī)學生需要使用各種問診流程和問診技巧與模擬患者進行對話，以詳細了解和記錄患者的身體狀況。醫(yī)學生可以隨時中止或重新開始問診，也可以要求系統(tǒng)提供指導和幫助，以不斷提高臨床思維能力和問診技巧，系統(tǒng)可以實時記錄醫(yī)學生的問診表現(xiàn)作為評價依據(jù)。4.5評估和反饋在模擬對話過程中，系統(tǒng)可以記錄醫(yī)學生的提問和回答，并根據(jù)問診評估標準，包括病史詢問、初步診斷、問診時間、人文關(guān)懷等，對醫(yī)學生的問診表現(xiàn)進行評估和反饋，且能提出改進建議。教師根據(jù)醫(yī)學生的問診記錄表和系統(tǒng)問診記錄，對其的問診