Doktorsvörn í læknavísindum - Steindór Oddur Ellertsson

Fimmtudaginn 27. febrúar 2025 ver Steindór Oddur Ellertsson doktorsritgerð sína í læknavísindum við Læknadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Notkun gervigreindar til greiningar og forspár fyrir horfur sjúklinga í heilsugæslu. The Use of Artificial Intelligence for Diagnosis and Outcome Prediction in Primary Care.

Andmælendur eru dr. Ronny Gunnarsson, prófessor við Gautaborgarháskóla, og dr. Hercules Dalianis, prófessor við Stokkhólmsháskóla.

Umsjónarkennari var Emil L. Sigurðsson, prófessor, og með leiðbeinandi var Hrafn Loftsson, lektor. Auk þeirra sátu í doktorsnefnd Jón Steinar Jónsson, heimilislæknir,  Margrét Ólafía Tómasdóttir, lektor, og Yngvi Björnsson, prófessor.

Þórarinn Guðjónsson, prófessor og deildarforseti Læknadeildar, stjórnar athöfninni sem fer fram í Hátíðasal Háskóla Íslands og hefst kl. 9.00.

Ágrip

Markmið þessa doktorsverkefnis var að rannsaka hvort nýta mætti textagögn úr samantektarnótum lækna til að þjálfa gervigreindarlíkön til þess að spá fyrir um greiningar og horfur sjúklinga í heilsugæslu, greina innri virkni líkananna og meta frammistöðu þeirra. Doktorsritgerðin byggir á þremur rannsóknum: Í þeirri fyrstu var líkan þjálfað á merktum greiningarsérkennum úr samantektarnótum lækna til að spá fyrir um frumkomna höfuðverkjagreiningu hjá fullorðnum í heilsugæslu, þar sem niðurstöður sýndu að líkanið stóð sig jafn vel eða betur en læknar. Greining á SHAP-gildum benti til þess að líkanið studdist við svipuð greiningarsérkenni og læknar við myndun úttaks. Í annarri rannsókninni var gervigreindarlíkan þjálfað á merktum greiningarsérkennum úr samantektarnótum lækna sem hitt höfðu fullorðna sjúklinga með ákveðna greiningarkóða öndunarfærasýkinga í heilsugæslu. Niðurstöður rannsóknarinnar sýndu að líkanið raðaði sjúklingum í áhættuhópa á áreiðanlegan hátt og greindi á milli alvarlegra og vægari tilfella með réttum hætti. Í þriðju rannsókninni var líkanið sem þjálfað var í rannsókn 2 metið framsýnt í raunverulegum klínískum aðstæðum. Niðurstöður þeirrar rannsóknar sýndu að líkanið raðaði sjúklingum með alvarlegar útkomur í háan áhættu hóp og sjúklingum með vægari útkomur í lágan áhættu hóp. Niðurstöður doktorsverkefnisins benda til að gervigreindarlíkön, sem þjálfuð eru á textagögnum úr sjúkraskrám, geta spáð fyrir um horfur sjúklinga og greiningar í heilsugæslu. Einnig nota líkönin svipaðar upplýsingar og læknar þegar úttak þeirra myndast við frumkomnar höfuðverkjagreiningar.

Abstract

The aim of this doctoral project was to investigate whether text data from doctors' summary notes could be used to train AI models to predict diagnoses and outcomes for patients in primary care, to examine the models’ internal functionality, and to evaluate their performance. The dissertation is based on three studies: In the first study, an AI model was trained on labeled diagnostic features from doctors’ summary notes to predict primary headache diagnoses in adults in primary care. The results showed that the model performed as well as or slightly better than doctors. An analysis of the SHAP values indicated that the model relied on similar diagnostic features to those used by doctors when generating its outputs. In the second study, an AI model was trained on labeled diagnostic features from doctors’ notes for adult primary care patients with certain respiratory infection codes. The study’s results showed that the model reliably stratified patients into risk groups and correctly distinguished between severe and milder cases. In the third study, the model from Study 2 was evaluated prospectively. The results showed that the model triaged patients with severe outcomes to a high-risk group and those with milder outcomes to a low-risk group. The overall findings of this doctoral project suggest that AI models trained on text data from medical records can predict patients’ prognoses and diagnoses in primary care. Moreover, the models use similar information to that of physicians during inference  for primary headache diagnoses.

Um doktorsefnið

Steindór Oddur Ellertsson er fæddur árið 1985 í Reykjavík. Hann útskrifaðist af náttúrufræðibraut Menntaskólans í Reykjavík árið 2005 og lauk kandídatsprófi í læknisfræði frá Háskóla Íslands árið 2012. Steindór hóf rannsóknir samhliða klínísku starfi árið 2019 sem leiddu til þess að hann hóf doktorsnám í læknavísindum við Háskóla Íslands í febrúar 2022. Rannsóknarverkefnið hlaut styrk úr Vísindasjóði Félags íslenskra heimilislækna og RANNÍS. Samhliða doktorsnámi hefur Steindór starfað sem sérnámslæknir í heimilislækningum í Noregi og á Íslandi. Foreldrar Steindórs eru Ellert Kristján Steindórsson og Rannveig Alma Einarsdóttir. Eiginkona Steindórs er Olga Hrönn Jónsdóttir og saman eiga þau börnin Lísu, Björt og Styrkár.