TxAgent: una herramienta de IA para ayudar a los médicos a analizar los efectos de los medicamentos y las opciones de tratamiento

Introducción general

TxAgent es una herramienta de IA de código abierto desarrollada por el Equipo de Inteligencia Artificial Médica y Científica (MIMS) de la Universidad de Harvard para ayudar a los médicos a analizar las interacciones entre medicamentos y elaborar planes de tratamiento personalizados. Genera recomendaciones terapéuticas mediante el razonamiento en varios pasos y la recuperación en tiempo real de conocimientos biomédicos, teniendo en cuenta las circunstancias específicas del paciente (por ejemplo, edad, genética, estado de la enfermedad).TxAgent integra una biblioteca de 211 herramientas biomédicas denominada ToolUniverse, que abarca todos los fármacos aprobados por la FDA estadounidense desde 1939, así como datos clínicos de fuentes autorizadas como Open Targets. y datos clínicos de fuentes autorizadas como Open Targets. Las pruebas demuestran que supera a muchos modelos convencionales con una precisión de 92,11 TP3T en tareas de inferencia de fármacos y tratamiento personalizado, 25,81 TP3T más que GPT-4o. Esta herramienta es adecuada para los profesionales sanitarios y puede mejorar significativamente la eficacia del diagnóstico y el tratamiento.

Lista de funciones

• Análisis de interacciones farmacológicasExaminar combinaciones de múltiples fármacos para detectar interacciones a nivel molecular, farmacocinético y clínico, enumerando los riesgos potenciales.
• Identificación de contraindicacionesIdentificar los medicamentos inadecuados en función de la enfermedad del paciente y del uso de la medicación.
• Recomendaciones de tratamiento individualizadasGenerar planes de tratamiento personalizados que incorporen la edad del paciente, la información genética y la progresión de la enfermedad.
• Recuperación de conocimientos en tiempo real: Datos biomédicos actualizados de 211 herramientas para apoyar la toma de decisiones.
• razonamiento multipasoDescomponer problemas complejos en múltiples pasos, analizarlos paso a paso y extraer conclusiones.
• autenticación entre fuentesVerificar la información procedente de múltiples bases de datos fidedignas para garantizar la fiabilidad de las recomendaciones.
• Nombre del medicamento GenéricoAdmite el nombre de marca, el nombre genérico y entradas descriptivas con una gran coherencia de reconocimiento.

Utilizar la ayuda

Proceso de instalación

TxAgent es una herramienta de código abierto que los usuarios pueden descargar e instalar a través de GitHub o PyPI. Aquí están los pasos detallados:

1. Preparar el entorno
   • Se necesita un ordenador conectado en red y se recomienda una GPU H100 (con más de 80 GB de RAM) para un rendimiento óptimo.
   • Instale Python 3.8 o posterior.
   • Asegúrate de tener instalado Git para descargar el código.
2. Instalación de ToolUniverse
   • Abre un terminal y escribe:

     git clone https://github.com/mims-harvard/ToolUniverse.git
     cd ToolUniverse
     python -m pip install . --no-cache-dir
     

   • o instalado a través de PyPI:

     pip install tooluniverse
     

3. Instalación de TxAgent
   • Introduzca el siguiente comando:

     git clone https://github.com/mims-harvard/TxAgent.git
     cd TxAgent
     python -m pip install . --no-cache-dir
     

   • o a través de PyPI:

     pip install txagent
     

4. Descargar modelo preentrenado
   • Visite HuggingFace (https://huggingface.co/collections/mims-harvard/txagent-67c8e54a9d03a429bb0c622c) para descargar los pesos del modelo.
   • Los modelos disponibles son:
     • TxAgent-T1-Llama-3.1-8B: Modelo de lenguaje básico.
     • ToolRAG-T1-GTE-Qwen2-1.5B: Modelo de incrustación de recuperación de herramientas.
   • Coloque el archivo descargado en el directorio del proyecto TxAgent.
5. programa de carrera
   • Ejecute el código de ejemplo:

     python run_example.py
     

   • o inicia la interfaz de demostración de Gradio:

     python run_txagent_app.py
     

Cómo utilizar las principales funciones

TxAgent funciona desde la línea de comandos o la interfaz de Gradio, y a continuación se detallan los pasos para la funcionalidad principal:

Análisis de interacciones farmacológicas

• procedimiento::
  1. Inicie TxAgent y vaya a la aplicación principal o a la interfaz de Gradio.
  2. Introduzca el nombre del medicamento (por ejemplo, "Ibuprofeno" y "Aspirina").
  3. Seleccione la función "Interacción entre medicamentos" y ejecute el análisis.
  4. El sistema devuelve un informe con los riesgos potenciales, como "puede aumentar el riesgo de hemorragia gástrica".
• ejemplo típico: Introduzca "Warfarina" y "Aspirina" y los resultados sugieren que ambas pueden potenciar la anticoagulación.
• tenga en cuentaLos nombres de los medicamentos deben estar en inglés y se recomienda consultar la base de datos de la FDA.

Identificación de contraindicaciones

• procedimiento::
  1. Seleccione "Comprobación de contraindicaciones" en la pantalla.
  2. Introduzca la información del paciente (por ejemplo, "70 años, enfermedad renal crónica") y la medicación (por ejemplo, "Ibuprofeno").
  3. El sistema analiza y enumera las puntas contraindicadas.
• ejemplo típico: Introduzca "insuficiencia renal, tomando Ibuprofeno" y el resultado sugiere que puede agravarse el daño renal.
• finura: Cuanto más específica sea la información introducida, más precisos serán los resultados.

Recomendaciones de tratamiento individualizadas

• procedimiento::
  1. Seleccione "Generación de planes de tratamiento".
  2. Introduzca los datos del paciente (por ejemplo, "varón de 50 años, hipertenso, portador de una variante del gen CYP2C9").
  3. El sistema genera recomendaciones como "Recomendar dosis bajas de Losartán".
• ejemplo típicoIntroduzca "diabetes mellitus, mujer de 40 años" y se le sugerirá "Metformina".
• tenga en cuentaRecomendaciones: Las recomendaciones deben confirmarse con su médico antes de ponerlas en práctica.

Recuperación de conocimientos en tiempo real

• procedimiento::
  1. Introduzca una pregunta en el cuadro de búsqueda, como "¿Cuáles son los últimos descubrimientos sobre la metformina?".
  2. El sistema recupera y muestra los resultados de ToolUniverse.
• ejemplo típicoIntroduzca "Datos clínicos sobre la warfarina" para volver a los últimos estudios y directrices.
• vanguardiaLos datos se actualizan en tiempo real y proceden de fuentes fidedignas.

Precauciones de manipulación

• Apoyo lingüístico: Actualmente sólo se admite la entrada y salida en inglés.
• Resultados Ahorro: Los informes de análisis pueden exportarse como texto o PDF.
• Requisitos de redToolUniverse requiere una conexión a Internet para funcionar y garantizar una red estable.
• optimización del rendimientoEl uso de GPU de alto rendimiento acelera la inferencia.

Caso de demostración

Hay algunos ejemplos oficiales de cómo utilizarlo (consulta la página de GitHub para ver una animación):

• Caso 1Introduzca varios antibióticos, compruebe si hay interacciones y sugiera sistemáticamente posibles riesgos de resistencia.
• Caso 2Ajuste de la posología y generación de regímenes de tratamiento adecuados para pacientes de edad avanzada.
• Caso 3Recuperar las últimas investigaciones sobre un medicamento para facilitar el análisis académico.

escenario de aplicación

1. diagnóstico clínico y tratamiento
   Los médicos utilizan TxAgent para comprobar la seguridad de los medicamentos, optimizar las prescripciones y reducir el riesgo de efectos adversos.
2. Desarrollo de fármacos
   Los investigadores analizan la interacción de los nuevos fármacos con los ya existentes para verificar su viabilidad clínica.
3. educación médica
   Los estudiantes practican el razonamiento farmacológico y aprenden a tomar decisiones clínicas mediante casos simulados.
4. apoyo al paciente
   Los pacientes introducen su enfermedad y medicación, obtienen asesoramiento inicial y lo comentan con su médico.

CONTROL DE CALIDAD

1. ¿Puede TxAgent sustituir a un médico?
   No. Es una ayuda y debe ser utilizada por un médico junto con su criterio profesional.
2. ¿Cuáles son las fuentes de datos?
   Los datos proceden de la FDA, Open Targets y otras autoridades y abarcan todos los medicamentos aprobados desde 1939.
3. ¿Por qué necesitas GPU de alto rendimiento?
   El razonamiento en múltiples pasos y el procesamiento de grandes volúmenes de datos requieren potentes capacidades de cálculo, y la GPU H100 proporciona un aumento de la velocidad.
4. ¿Es compatible con la interfaz china?
   Actualmente sin soporte, sólo en inglés, podría actualizarse con versiones multilingües en el futuro.