大型语言模型在早期乳腺癌模糊治疗场景中的表现

Performance of large language models in ambiguous treatment scenarios of early breast cancer

作者信息Anton Oseledchyk, Walter Paul Weber, Benjamin Kasenda
PMID42804883
期刊Breast
发布时间2026-09-23
DOI10.1016/j.breast.2026.104932

实验完整度

低

横断面观察性分析,无湿实验或功能验证,仅评估LLM与专家投票的一致性及定性审查。

主要模型

81个圣加仑2025年会议临床问题(6个领域) 四个大型语言模型:Claude Opus 4.1、GPT-5、Gemini Flash 2.5、DeepSeek V3.2 专家小组投票(61-69名专家/问题)

重点核对

问题选择:81个问题,排除导管原位癌或健康女性预防措施问题 LLM查询:每个LLM对每个问题回答一次,使用默认设置,无自定义优化 提示设计:要求LLM作为专家医师,综合预训练知识和截至2025年2月28日的在线文献,明确排除圣加仑2025会议记录 统计模型:混合效应逻辑回归,以问题为随机截距,模型1 n=324,模型2 n=264 共识强度计算:归一化共识强度=[(P_max - P_random)/(1 - P_random)] × 100

摘要

背景:共识会议在证据不明确的情况下指导治疗;由于缺乏金标准,人工智能在此类场景中尚未得到验证。我们评估了大型语言模型(LLMs)与2025年圣加仑国际乳腺癌会议专家投票之间的一致性。材料与方法:四个LLMs(Claude Opus 4.1、GPT-5、Gemini Flash 2.5、DeepSeek V3.2)各回答81个多项选择题一次(共324个回答)。结局指标为第一选择一致性(LLM选择了专家小组的众数选项)和前二选择一致性(其两个领先选项之一;66个具有≥3个选项的问题)。归一化共识强度对专家小组一致性进行0-100评分,并根据选项数量进行调整。使用混合效应逻辑回归模型,以问题为随机截距,对一致性、共识强度、复杂度和LLM进行建模(模型1:324个观测值/81个问题;模型2:264/66)。还将一致性与选项数量加权的零模型进行了比较(置换检验,问题水平聚类自举)。对≤2个LLM与专家小组匹配的问题进行了定性审查。结果:第一选择一致性为54-64%,前二选择一致性为77-89%。总体一致性超过随机水平(58.6% vs 29.8%;+28.9个百分点,95% CI 21.4-36.4),并且在具有3、4和≥5个选项的问题中也超过随机水平(42.6-66.1% vs 预期18.8-33.3%),但在二元问题中未超过随机水平(65.0% vs 50.0%;+15.0,95% CI −5.0至33.3)。共识强度是与一致性相关的主要因素(模型1:比值比1.04/点,95% CI 1.02-1.06,P < 0.001;模型2:1.06,1.03-1.09,P < 0.001)。定性审查发现18个问题(22%)存在知识缺口,14个问题(17%)存在可辩护的替代方案,8个问题(10%)存在与证据一致的见解。结论:LLMs放大了主流证据,但在模糊场景中表现出显著局限性。需要在共识流程中进行前瞻性评估。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在缺乏金标准的模糊临床场景中,大型语言模型能否准确复制专家共识?
核心机制
LLMs主要作为主流证据的放大器:当证据一致且专业共识强时,LLMs可靠地收敛;当证据碎片化或有争议时,其答案可能分散。
主要证据
四个LLMs对81个问题的324个回答与专家投票的一致性分析,显示共识强度与一致性显著相关(每点OR 1.04-1.06),定性审查发现负向分歧、中性分歧和正向分歧。
研究意义
当前LLMs在模糊场景中表现出显著局限性,建议将AI生成的观点作为讨论提示而非投票参与者,并需要在共识流程中进行前瞻性评估。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

问题选择与专家投票数据获取

建立评估LLM与专家共识一致性的基准问题集和专家投票数据。

从2025年圣加仑国际乳腺癌会议选择81个临床问题,涵盖6个领域;专家小组由70名专家组成,每个问题61-69名专家通过结构化电子投票回答。

2

LLM查询与回答收集

获取四个LLMs对每个问题的独立回答。

四个LLMs(Claude Opus 4.1、GPT-5、Gemini Flash 2.5、DeepSeek V3.2)各回答81个问题一次,共324个回答;使用结构化提示,要求提供答案选择、证据综合、关键参考文献等。

3

一致性量化评估

量化LLM回答与专家投票的一致性程度。

计算第一选择一致性和前二选择一致性;使用归一化共识强度评分;按临床领域和问题复杂度分层分析。

4

统计建模与随机性检验

识别与一致性相关的因素并检验一致性是否超过随机水平。

使用混合效应逻辑回归模型(模型1和模型2)分析共识强度、问题复杂度和LLM来源与一致性的关联;使用选项数量加权零模型和置换检验比较观察一致性与随机预期。

5

定性分歧分析

审查LLM与专家不一致的问题,分类分歧类型。

将81个问题分为“AI共识”和“无AI共识”两组;对“无AI共识”问题由乳腺肿瘤内科医生审查,将LLM答案选项、理由和参考文献分类为负向分歧、中性分歧或正向分歧。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Claude Opus 4.1Anthropic--
GPT-5 Thinking with Deep ResearchOpenAI--
Gemini Flash 2.5 with Deep ResearchGoogle DeepMind--
DeepSeek V3.2 with DeepThink and SearchDeepSeek AI--
R 4.3.1版本----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
问题选择与专家投票
问题领域分布、排除标准、专家小组规模(70名)、每个问题投票专家数(61-69名)
阅读提示:Methods 2.1 Study design
LLM查询
LLM版本和查询日期、提示设计、证据截止日期(2025年2月28日)、排除圣加仑2025会议记录、使用默认设置无优化
阅读提示:Methods 2.1 Study design 和 Supplementary Methods
结局指标定义
第一选择一致性和前二选择一致性的定义、归一化共识强度公式、问题复杂度分类(二元/简单/中等/复杂)
阅读提示:Methods 2.2 Outcome measures
统计分析
模型1和模型2的样本量(324和264)、固定效应和随机截距、参数自举5000次迭代、置换检验和聚类自举方法
阅读提示:Methods 2.3 Statistical analysis 和 Table 1
定性分析
AI共识和无AI共识的划分标准(3-4 vs ≤2个LLM匹配)、分歧分类(负向/中性/正向)
阅读提示:Methods 2.5 Qualitative analysis 和 Figure 2