【INC国际大咖研究成果】AtlasGPT：神经外科智能辅助、手术规划与执行的新时代黎明-INC国际神经外科医生集团

　　James T.Rutka（鲁特卡）教授曾任世界神经外科学院院长，30多年来深耕儿童神外研究，带领团队不断突破，从脑瘤分子分型、精准治疗、新药治疗、微创治疗，为全球神经外科疑难病患儿带来希望，他新近发表了研究《AtlasGPT:dawn of a new era in neurosurgery for intelligent care augmentation,operative planning,and performance》（AtlasGPT：神经外科智能辅助、手术规划与执行的新时代黎明），以下是研究简述。

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　　概述

　　本篇社论的主要目的是介绍我们认为将彻底改变神经外科护理和知识（包括神经外科所有亚专科）的下一波技术——即医学领域中专注于特定专科的扩展型大型语言模型的发展。我们描述AtlasGPT，这是一个基于可靠、经同行评审的神经外科特异性数据源构建的LLM。

　　在过去的五年中，人工智能已发展成为创新前沿的主流力量，其应用遍及各个行业。尽管ChatGPT和GPT-4等LLM的能力无疑令人印象深刻，但这些算法的优化目标是合理完成语言模式，而不是作为可信信息的数据库。

　　科学家和专家们都在积极推动这些技术的边界，以解决挑战各自领域世界顶尖专家的复杂问题，神经外科领域也不例外。无论是致力于成功通过神经外科资格考试，还是简化现代工作流程，AI已经开始彻底改变现代医学。

　　正如近期大量专注于医学和神经外科领域内LLM的出版物所表明的那样，生成式预训练Transformer模型展现了卓越的能力。然而，考虑到神经外科知识和决策的复杂性与技术性，GPT模型所使用信源的可信度，以及其必须返回无任何错误的精确答案的要求，具有至关重要的意义。

　　鉴于这一需求，我们扩展了ChatGPT和其他GPT模型的应用，引入了一项创新性的改进，专门为满足神经外科医生的需求而定制——AtlasGPT。这种新提出的前沿改进方案，通过专门的训练方案创建，能够为神经外科医生的提示和问题提供极其精确的答案。

　　AtlasGPT采用尖端的检索增强生成技术来降低风险并确保最高的输出标准。这些模型以其双流程架构著称，将LLM的生成能力与外部数据检索机制相结合。这种方法能够将来自外部信源的最新相关信息整合到其回答中，因此正迅速普及。通过这种方式，RAG模型提高了生成内容的准确性和相关性，这解决了传统LLM的一个关键限制。RAG架构在初始查询中引入了一个关键的过滤和排序步骤——检索步骤。

图1.AtlasGPT选择性RAG示意图，用于提升LLM响应的准确性和有效性。

　　在接收到任何提示后，模型会启动一个过程，以搜索和检索相关数据和信源，这些信源是在模型开发的训练阶段预先确定的。在从大型、预定义的语言语料库中检索到相关文章、段落或片段后，模型将该信息与用户的初始提示进行整合。这种协同方法为GPT模型提供了足够的上下文，从而给出真实且准确的答案。此外，回答的复杂程度和语气可以根据用户或目标受众的医学知识水平进行调整；选项包括面向患者、医学生、住院医师和执业神经外科医生的风格。

　　该实现架构易于扩展和集成。已经使用该平台的表述性状态转移架构风格应用编程接口完成了两项定制化集成。自动数据摄取管道也已就位，以确保AtlasGPT能够与时俱进，保持相关性和最新性。

　　AtlasGPT非常重视检索步骤，并广泛利用了预训练的神经外科学文献，涵盖《神经外科学杂志》、《神经外科图谱》以及各种经过同行评审的神经外科出版物等信源。截至2023年12月，AtlasGPT已使用25万页精心挑选的、经过同行评审的神经外科文章进行训练。这种精心策划旨在简化和促进生成可靠的输出，使其符合世界顶尖神经外科期刊设定的严格标准。如此高度专业化且广泛的语言模型，其潜在用途几乎是无限的；我们在图2中展示了AtlasGPT的一个示例查询和回答，以展示其潜在应用。AtlasGPT将随着时间不断演进，以包含图像识别和计算机视觉的其他应用。此外，其知识库将继续扩大，进一步扩展其变革神经外科的能力。

图2.AtlasGPT对关于偶然骨折管理问题的回复。这种回答是“外科医生风格”，但可以根据住院医师、医学生或患者的知识水平进行调整。MEP=运动诱发电位;SSEP=体感诱发电位。

　　正如弗朗西斯·培根爵士所言：“ipsa scientia potestas est”（“知识本身就是力量”）。然而，随着AtlasGPT的出现，我们可以将这句话改写为“scientia accessibilis est potentia accessibilis”（“可获得的知识即是可获得的力量”）。像AtlasGPT这样的AI大型语言模型正在开创一个未来，在这个未来中，大量的知识可以被富有创造力的人们共享，以实现更好的神经外科护理。

　　我们希望您能与我们一样对AtlasGPT及其在促进获取新知识方面的潜力充满热情，从而使您能够为患者提供尽可能最佳的护理。