人工智能如何辅助临床医生分析医疗图像How AI might aid clinicians in analyzing medical images

环球医讯 / AI与医疗健康来源:medicalxpress.com美国 - 英语2025-12-27 04:37:41 - 阅读时长4分钟 - 1732字
斯蒂文斯理工学院的研究团队发现,人工智能在辅助临床医生分析乳腺癌图像时能显著提高诊断准确性,但研究揭示增加AI解释的复杂度并不等同于增加医生信任,反而会因增加认知负担而降低诊断表现;过度依赖AI可能导致医生忽视关键图像信息,造成患者伤害;研究人员建议AI系统设计应谨慎平衡解释的详细程度与易用性,确保不过度增加医生工作负荷,并强调对使用者进行适当培训以正确解读AI输出而非盲目信任,最终实现技术实用性与用户友好性的最佳平衡。
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人工智能如何辅助临床医生分析医疗图像

斯蒂文斯理工学院的奥努尔·阿桑副教授和博士生奥莉娅·雷扎伊安发现,在满足特定条件时,人工智能能够改善临床医生的图像评估。

近年来,人工智能已成为分析医疗图像的有力工具。得益于计算技术的进步和可供AI学习的大量医疗数据集,人工智能在解读X光、核磁共振和CT扫描图像中的模式方面已被证明是宝贵辅助,使医生能够做出更好、更快的决策,特别是在癌症等危及生命的疾病治疗和诊断中。在某些情况下,这些AI工具甚至比人类更具优势。

"AI系统可以快速处理数千张图像,并比人工审阅者更快地提供预测,"专注于医疗保健中人机交互研究的斯蒂文斯理工学院副教授奥努尔·阿桑表示,"与人类不同,AI不会随时间推移而疲劳或注意力下降。"

然而,许多临床医生对AI至少持一定程度的不信任态度,主要是因为他们不知道AI如何得出预测结果,这一问题被称为"黑箱"问题。

"当临床医生不了解AI如何生成预测时,他们就不太可能信任它,"阿桑表示,"因此我们想要了解提供额外解释是否能帮助临床医生,以及AI可解释性的不同程度如何影响诊断准确性以及对系统的信任度。"

阿桑与他的博士生奥莉娅·雷扎伊安以及利哈伊大学的助理教授阿尔帕斯兰·埃拉姆·拜拉克合作,对28名使用AI分析乳腺癌图像的肿瘤学家和放射科医生进行了研究。临床医生还获得了AI工具评估的各种程度的解释。最后,参与者回答了一系列旨在评估他们对AI生成评估的信心以及任务难度的问题。

研究小组发现,与对照组相比,AI确实提高了临床医生的诊断准确性,但也存在一些有趣的注意事项。研究表明,提供更深入的解释并不一定产生更多信任。

"我们发现,更高的可解释性并不等于更多的信任,"阿桑表示。

这是因为添加额外或更复杂的解释要求临床医生处理额外信息,使他们的时间和注意力从图像分析上转移。当解释更加详尽时,临床医生做出决策的时间更长,从而降低了他们的整体表现。

"处理更多信息会增加临床医生的认知负荷,也使他们更容易出错并可能对患者造成伤害,"阿桑解释道,"你不希望通过添加更多任务来增加用户的认知负担。"

阿桑的研究还发现,在某些情况下,临床医生过于信任AI,这可能导致忽视图像上的关键信息,从而对患者造成伤害。

"如果一个AI系统设计不佳且在用户高度信任它时出现一些错误,一些临床医生可能会产生盲目信任,认为AI建议的一切都是真实的,而不会充分审视结果,"阿桑表示。

该团队已在两项最新研究中概述了其发现:《人工智能解释对乳腺癌临床医生信任和诊断准确性的影响》发表在《应用人机工程学》上,以及《临床决策支持系统中的人工智能可解释性与置信度:对乳腺癌护理中信任、诊断表现和认知负荷的影响》发表在《人机交互国际杂志》上。

阿桑认为,AI将继续成为临床医生解读医学影像的有用助手,但此类系统必须经过深思熟虑的设计。"我们的研究结果表明,设计人员在向AI系统中构建解释时应谨慎行事,"他表示,以确保它们不会变得过于繁琐而难以使用。此外,他还补充说,用户需要适当的培训,因为人工监督仍然必不可少。"使用AI的临床医生应接受强调解读AI输出而非仅仅信任它的培训。"

阿桑指出,AI系统的易用性和实用性之间应该有一个良好的平衡。

"研究发现,人们使用任何技术形式有两个主要参数——感知有用性和感知易用性,"他表示,"因此,如果医生认为这个工具对完成工作有用且易于使用,他们就会使用它。"

更多信息

奥莉娅·雷扎伊安等,《人工智能解释对乳腺癌临床医生信任和诊断准确性的影响》,《应用人机工程学》(2025)。DOI: 10.1016/j.apergo.2025.104577

奥莉娅·雷扎伊安等,《临床决策支持系统中的人工智能可解释性与置信度:对乳腺癌护理中信任、诊断表现和认知负荷的影响》,《人机交互国际杂志》(2025)。DOI: 10.1080/10447318.2025.2539458

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