TxAgent: инструмент искусственного интеллекта, помогающий врачам анализировать действие лекарств и варианты лечения

Общее введение

TxAgent - это инструмент искусственного интеллекта с открытым исходным кодом, разработанный группой медицинского и научного искусственного интеллекта Гарвардского университета (MIMS) для помощи врачам в анализе лекарственных взаимодействий и разработке персонализированных планов лечения. Он генерирует терапевтические рекомендации на основе многоступенчатых рассуждений и поиска биомедицинских знаний в режиме реального времени, учитывая специфику пациента (например, возраст, генетику, состояние заболевания). TxAgent объединяет библиотеку из 211 биомедицинских инструментов под названием ToolUniverse, которая охватывает все препараты, одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США с 1939 года, а также клинические данные из авторитетных источников, таких как Open Targets. и клинические данные из авторитетных источников, таких как Open Targets. Тесты показали, что он превосходит многие основные модели с точностью 92,11 TP3T в задачах вывода лекарств и персонализированного лечения, что на 25,81 TP3T выше, чем у GPT-4o. Этот инструмент подходит для медицинских работников и может значительно повысить эффективность диагностики и лечения.

Список функций

• Анализ взаимодействия лекарственных средств: Изучение нескольких комбинаций лекарств на предмет взаимодействия на молекулярном, фармакокинетическом и клиническом уровнях с перечислением потенциальных рисков.
• Определение противопоказанийВыявление неподходящих лекарств на основе заболевания пациента и использования лекарств.
• Индивидуальные рекомендации по лечению: Составление индивидуальных планов лечения с учетом возраста пациента, генетической информации и развития заболевания.
• Поиск знаний в режиме реального времени: Актуальные биомедицинские данные из 211 инструментов для поддержки принятия решений.
• многоступенчатые рассуждения: Разбиение сложных проблем на несколько этапов, их поэтапный анализ и формулирование выводов.
• кросс-источниковая аутентификация: Проверка информации из нескольких авторитетных баз данных для обеспечения надежности рекомендаций.
• Название препарата Дженерик: Поддерживает фирменные, непатентованные и описательные вводы с высокой степенью распознавания.

Использование помощи

Процесс установки

TxAgent - это инструмент с открытым исходным кодом, который пользователи могут загрузить и установить через GitHub или PyPI. Ниже приведены подробные шаги:

1. Подготовка среды
   • Для оптимальной производительности требуется компьютер, подключенный к сети, и рекомендуется графический процессор H100 (с более чем 80 Гб оперативной памяти).
   • Установите Python 3.8 или более позднюю версию.
   • Убедитесь, что у вас установлен Git для загрузки кода.
2. Установка ToolUniverse
   • Откройте терминал и введите:

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

   • или устанавливается через PyPI:

     pip install tooluniverse
     

3. Установка TxAgent
   • Введите следующую команду:

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

   • или через PyPI:

     pip install txagent
     

4. Загрузите предварительно обученную модель
   • Посетите сайт HuggingFace (https://huggingface.co/collections/mims-harvard/txagent-67c8e54a9d03a429bb0c622c), чтобы загрузить модельные веса.
   • Доступные модели включают:
     • TxAgent-T1-Llama-3.1-8B: Основная языковая модель.
     • ToolRAG-T1-GTE-Qwen2-1.5B: Модель встраивания инструментального поиска.
   • Поместите загруженный файл в каталог проекта TxAgent.
5. программа бега
   • Выполните код примера:

     python run_example.py
     

   • или запустите демонстрационный интерфейс Gradio:

     python run_txagent_app.py
     

Как использовать основные функции

TxAgent работает из командной строки или интерфейса Gradio, и ниже приведены подробные шаги для основной функциональности:

Анализ взаимодействия лекарственных средств

• процедура::
  1. Запустите TxAgent и перейдите к основному приложению или интерфейсу Gradio.
  2. Введите название препарата (например, "Ибупрофен" и "Аспирин").
  3. Выберите функцию "Лекарственное взаимодействие" и запустите анализ.
  4. Система выдает отчет с указанием потенциальных рисков, например "может увеличить риск желудочного кровотечения".
• типичный пример: Введите "Варфарин" и "Аспирин", и результаты покажут, что оба препарата могут усиливать антикоагуляцию.
• принимать к сведению: Названия лекарственных средств должны быть на английском языке, рекомендуется обращаться к базе данных FDA.

Определение противопоказаний

• процедура::
  1. Выберите "Проверка противопоказаний" на экране.
  2. Введите информацию о пациенте (например, "70 лет, хроническая болезнь почек") и лекарство (например, "Ибупрофен").
  3. Система анализирует и перечисляет противопоказанные советы.
• типичный пример: Введите "почечная недостаточность, прием ибупрофена", и результат подскажет, что повреждение почек может усугубиться.
• изысканность: Чем точнее введенная информация, тем точнее результаты.

Индивидуальные рекомендации по лечению

• процедура::
  1. Выберите "Генерация плана лечения".
  2. Введите данные о пациенте (например, "мужчина 50 лет, гипертоник, носитель варианта гена CYP2C9").
  3. Система генерирует такие рекомендации, как "Рекомендовать низкую дозу лозартана".
• типичный пример: Введите "Сахарный диабет, женщина 40 лет" и "Метформин".
• принимать к сведению: Перед применением рекомендации необходимо согласовать с врачом.

Поиск знаний в режиме реального времени

• процедура::
  1. Введите в поисковую строку вопрос, например, "Каковы последние данные о метформине?".
  2. Система получает и отображает результаты из ToolUniverse.
• типичный пример: Введите "клинические данные по варфарину", чтобы вернуться к последним исследованиям и рекомендациям.
• доминирование: Данные обновляются в режиме реального времени и охватывают авторитетные источники.

Меры предосторожности при обращении

• Языковая поддержка: В настоящее время поддерживается ввод и вывод только на английском языке.
• Сохранение результатов: Отчеты по анализу можно экспортировать в текстовом или PDF формате.
• Требования к сетиToolUniverse требует подключения к Интернету для работы и обеспечения стабильной работы сети.
• оптимизация производительности: Использование высокопроизводительных графических процессоров ускоряет вывод.

Демонстрационный пример

Есть несколько официальных примеров его использования (анимацию можно посмотреть на странице GitHub):

• Случай 1Введите несколько антибиотиков, проверьте их взаимодействие и систематически предлагайте потенциальные риски резистентности.
• Случай 2: Корректировка дозировки и составление подходящих схем лечения для пожилых пациентов.
• Дело 3: Получение последних исследований по лекарственным препаратам для облегчения академического анализа.

сценарий применения

1. клиническая диагностика и лечение
   Врачи используют TxAgent для проверки безопасности лекарств, оптимизации назначений и снижения риска нежелательных явлений.
2. разработка лекарств
   Исследователи анализируют взаимодействие новых лекарств с существующими препаратами, чтобы проверить их клиническую применимость.
3. медицинское образование
   Студенты практикуют рассуждения о лекарственных препаратах и учатся принимать клинические решения с помощью смоделированных случаев.
4. поддержка пациентов
   Пациенты вводят данные о своем состоянии и принимаемых лекарствах, получают первые рекомендации и обсуждают их с врачом.

QA

1. Может ли TxAgent заменить врача?
   Нет. Это вспомогательное средство, и его должен использовать врач в сочетании с профессиональным суждением.
2. Каковы источники данных?
   Данные получены от FDA, Open Targets и других органов и охватывают все одобренные препараты с 1939 года.
3. Зачем вам нужны высокопроизводительные графические процессоры?
   Многоэтапные рассуждения и обработка больших данных требуют мощных вычислительных возможностей, и графический процессор H100 обеспечивает прирост скорости.
4. Поддерживает ли он китайский интерфейс?
   В настоящее время не поддерживается, только на английском языке, в будущем может быть обновлена до мультиязычной версии.