统一大语言模型和知识图谱：如何解决医学大模型-问诊不充分、检查不准确、诊断不完整、治疗方案不全面？

 

医学大模型问题

问诊。偏离主诉和没抓住核心。

• 解决方案：建立抗干扰的能力，使得发现用户问题会一追到底。

检查。大模型最大的问题就是它的模糊和宽泛，给出的检查方案经常有缺失和缺漏。

• 解决方案：检查项目和诊断做关联，结合相应检查证据的类型和证据等级，给患者设计更加精准和高效的检查辅助方案

诊断。之前大模型只能给出一个方向性的诊断。在真实世界的临床应用实践上，最后要给出具体疾病的临床分型和分期。

• 解决方案：从教科书和临床指南中提炼

治疗。大模型给出的治疗方案往往也是偏方向性的。

• 解决方案：从教科书和临床指南中把治疗方案和治疗手段与诊断进行关联，以及在不同的疾病分期、分型下诊断方法和诊断的适用条件等综合考虑，辅助设计一个更加精准的治疗方案

医学大模型相当于一个模式识别系统，能迅速反应出 XX 特征 是 XX 疾病。

但是 ta 做不到完备的、全流程的医生治疗过程。

我们需要给 ta 引入结构化的完备能力。

从结构的角度出发，利用整体和部分的关系，有序地思考，正确决策，更有助于深度分析思考。

实现方式是，构建：

• 指南上的知识点结构化（知识图谱1）
• 临床上的解题思路结构化（知识图谱2）
• 疾病上的全流程管理结构化（知识图谱3）
• 错题上的结构化（知识图谱4）
• 多模态的结构化（知识图谱5）

同时使用 5 种知识图谱，才能让医学大模型有完备的诊断能力：

• 从家庭医生，到专科水平
• 从模式识别，到完备的全流程诊断
• 从不可控不稳定不可解释的黑盒，变成可控稳定可解释的
• 能根据反馈，不断修订知识

这种结构化的完备能力，我们能通过 5 种专业的知识图谱实现。

如何使用知识图谱加强和补足专业能力？

论文地址：https://arxiv.org/pdf/2306.08302.pdf

大模型结构

现在的 大模型 可以分为：

• 1）Decoder-only LLMs：仅采用解码器模块来生成目标输出文本。很多decoder-only的LLMs（如GPT4）通常可以根据少量示例或简单指令执行下游任务，而无需添加预测头或微调。模型的训练范式是预测句子中的下一个单词。
• 2）Encoder-Decoder LLMs：用编码器和解码器模块。编码器模块负责将输入句子进行编码，解码器用于生成目标输出文本。编码器-解码器LLM（如ChatGLM）能够直接解决基于某些上下文生成句子的任务，例如总结、翻译和问答
• 3）Encoder-only LLMs：仅用编码器对句子进行编码并理解单词之间的关系（如BERT），训练模式预测句子中的掩码词语，需要添加额外的预测头来解决下游任务，胜在自然语言理解任务（如文本分类、匹配）

知识图谱增强大模型的方法

当你问 熊是什么样的动物？：

• 语言模型：熊是一种大型哺乳动物，只能给你一个笼统的答案。
• 知识图谱 + 语言模型可以回答：“熊是一种大型哺乳动物，通常有厚重的毛皮，强壮的身体和大而强壮的爪子。它们喜欢生活在森林中，以植物、鱼和昆虫为食。”

知识图谱增强 分为三部分：

• 增强的LLM预训练

  将KGs引入训练目标，设计知识导向的训练目标

  将KGs整合到LLM输入中

  将KGs纳入到额外的融合模块中，设计单独处理KGs的模块。

• 增强的LLM推理

• 增强的LLM可解释性

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