Крупная языковая модель для понимания и мониторинга нейрокогнитивных функций у пожилых людей (LUMEN)

1. Обоснование и предпосылки Диагностика деменции основывается на клиническом анамнезе, когнитивных тестах и дополнительной информации от лиц, осуществляющих уход. Однако получение структурированных и надежных дополнительных анамнезов затруднено из-за нагрузки на лиц, осуществляющих уход, смещения воспоминаний и ограничений по времени в клиниках памяти. Большие языковые модели (LLM) имеют потенциал для улучшения этого процесса путем структурированного сбора анамнеза, извлечения клинически значимых деталей и стандартизации сбора информации.

   LUMEN (Большая языковая модель для понимания и мониторинга нейрокогнитивных функций у пожилых) — это инструмент на основе искусственного интеллекта, предназначенный для помощи лицам, осуществляющим уход, в предоставлении структурированных дополнительных анамнезов до клинической оценки деменции. Финансируемый Королевским колледжем психиатров, Alzheimer's Research UK Northern Network и Newcastle Biomedical Research Network, LUMEN был разработан для повышения точности диагностики, снижения нагрузки на лиц, осуществляющих уход, и улучшения эффективности рабочего процесса в клиниках памяти.

   Данное исследование оценит осуществимость, удобство использования и приемлемость LUMEN в реальных клинических условиях посредством вложенного качественного исследования осуществимости. Мы привлечем лиц, осуществляющих уход, и клиницистов для взаимодействия с LUMEN и оценки его эффективности в сборе дополнительных анамнезов. Исследование также включит совместные семинары с общественными группами для изучения вопросов, связанных с языком, культурной инклюзивностью и доступностью. Полученные данные послужат основой для будущих доработок и более масштабного валидационного исследования.

2. Цели исследования

Цель данного исследования:

1. Оценить удобство использования LUMEN — измерить опыт лиц, осуществляющих уход, и клиницистов с использованием валидированных шкал (Системная шкала удобства использования [SUS] и Индекс нагрузки NASA [NASA-TLX]).
2. Изучить приемлемость, а также барьеры и факторы внедрения — провести качественные интервью и совместные семинары для доработки дизайна LUMEN, обеспечивая доступность для различных групп пользователей.
3. Сравнить результаты LUMEN с оценками клиницистов — исследовать соответствие между отчетами, сгенерированными LUMEN, и анамнезами, собранными клиницистами, с использованием каппы Коэна для оценки межэкспертной надежности.

3. Проведенная предварительная работа LUMEN был совместно разработан с клиницистами и заинтересованными сторонами с использованием модифицированного метода Дельфи с участием 150 клиницистов, в основном гериатрических психиатров. В результате было сформировано 2600 вопросов, сопоставленных с валидированными инструментами для диагностики деменции, что обеспечило клиническую релевантность. Раннее техническое тестирование оценило модели LLM с открытым исходным кодом (например, Mistral 7B, LLaMA2 7B) с использованием смоделированных клинических виньеток. Анализ ROC-кривой продемонстрировал AUC 0,89 для различения нарративов, связанных с деменцией, а каппа Коэна 0,82 указала на высокую межэкспертную надежность между результатами LUMEN и оценками клиницистов. Ранние отзывы PPIE (Вовлечение и участие пациентов и общественности) подчеркнули необходимость более простого языка, культурной чувствительности и улучшенного пользовательского опыта. Эти идеи будут дополнительно доработаны в рамках предлагаемых совместных семинаров.

4. Дизайн и методология исследования В данном исследовании будет использован смешанный метод, сочетающий количественное тестирование удобства использования с качественными интервью для оценки осуществимости и приемлемости LUMEN.

4.1. Участники и набор

• Лица, осуществляющие уход (n=20–30 пар): Набор будет осуществляться через клиники памяти NHS Northumbria. Подходящие лица, осуществляющие уход, — это взрослые (≥18 лет), которые хорошо знают пациента, имеют базовую грамотность на английском языке и могут дать информированное согласие.
• Пациенты (n=20–30): Лица (≥65 лет), посещающие клинику памяти для когнитивной оценки.
• Клиницисты (n=8–10): Специалисты в области ухода за пациентами с деменцией (неврологи, психиатры, гериатры, практикующие медсестры высшей категории) с опытом работы ≥2 лет.

4.2. Процедуры исследования

1. Сбор исходных данных:

   • Демографические данные (возраст, пол, этническая принадлежность, социально-экономический статус).
   • Клинический диагноз (при наличии).
   • Результаты когнитивных тестов (MoCA/ACE).

2. Взаимодействие с LUMEN:

   • Лица, осуществляющие уход, будут использовать LUMEN на ноутбуке или планшете для предоставления структурированных дополнительных анамнезов (≈20–30 мин).
   • Клиницисты будут просматривать сгенерированные LUMEN анамнезы для оценки полноты и клинической полезности.

3. Оценка удобства использования и когнитивной нагрузки:

   • SUS (Системная шкала удобства использования): Опросник из 10 пунктов по шкале Лайкерта, оценивающий простоту использования (оценка ≥70 = хорошее удобство использования).
   • NASA-TLX (Индекс нагрузки): Оценивает воспринимаемую когнитивную нагрузку (оценки 0–29 = низкая нагрузка).

4. Качественная оценка:

   • Полуструктурированные интервью (n=10 лиц, осуществляющих уход, n=4–5 клиницистов).
   • Совместные семинары с общественными группами для изучения вопросов языка, культурного представительства и доступности.

5. Разведочный анализ:

   • Межэкспертная надежность (каппа Коэна): Согласованность между результатами LUMEN и оценками клиницистов.
   • Диагностическая точность (анализ AUROC-кривой): Сравнение оценок LUMEN с клиническими диагнозами.

5. Вехи и сроки

Исследование продлится 12 месяцев (апрель 2025 — апрель 2026), с ключевыми фазами, указанными ниже:

Фаза Месяц Мероприятия Подготовка и этика 1–3 Окончательное одобрение IRAS, одобрения NHS R&D, формирование команды Набор и сбор данных 4–9 Набор пар пациент-лицо, осуществляющее уход, набор клиницистов, тестирование LUMEN Семинары по удобству использования 6–8 Совместные семинары, качественные интервью Анализ данных и доработка 9–10 Тематический анализ, оценка SUS/NASA-TLX, доработки LLM Финальный отчет и следующие шаги 11–12 Распространение, подготовка заявки на грант для масштабного валидационного исследования 6. Ожидаемое влияние Данное исследование предоставит критически важные данные об осуществимости для информирования более масштабного клинического валидационного исследования и последующей интеграции в NHS. Ожидаемые результаты включают:

• Усовершенствованный, совместно разработанный прототип LUMEN с улучшенным удобством использования и доступностью.
• Количественные данные об удобстве использования и когнитивной нагрузке, поддерживающие будущие заявки на финансирование.
• Предварительные данные о сборе дополнительного анамнеза с помощью ИИ, закладывающие основу для получения регуляторного одобрения в качестве программного обеспечения как медицинского устройства (SaMD).
• Потенциал для раннего внедрения в NHS в рамках регуляторной базы MHRA, оптимизирующего диагностику деменции.