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臨床者は何を説明として必要としているのか:AIソフトウェアの説明可能性要件を引き出すケーススタディ

(Clinicians don’t know what explanations they need: A case study on eliciting AI software explainability requirements)

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田中専務

拓海先生、お忙しいところすみません。部下から「診療にAIを入れたい」と言われまして、何から聞けばいいか全く分からないのです。要するに、どんな説明が必要かを最初に決めておけばいいんですか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、一緒に整理しましょう。結論を先に言うと、最初から完璧な説明を決めるより、現場と一緒に少しずつ作っていく反復(イテレーション)方式が現実的で効果的です。

田中専務

反復方式ですか。どういう風に進めると現場が納得するのか、具体的に知りたいです。投資対効果(ROI)を考えると、無駄な開発は避けたいのです。

AIメンター拓海

いい問いです。ポイントは三つです。まずは最小限の説明から始めて現場の反応を見ること、次に臨床者が知りたいのは「モデルの内部の細部」よりも「自分の判断とどう違うかを比較して確認できる」機能だということ、最後に説明要件は現場と協働しながら決めるべきだということです。

田中専務

これって要するに、最初から全部の説明を作らずに、現場で使いながら必要な説明だけ増やすということ?それなら無駄が少なそうですね。

AIメンター拓海

その通りです。臨床の現場では「問いかけ型の説明(interrogative explanations)」が役立ちます。つまり、AIの予測と臨床者の評価を並べて比較したり、条件を変えて再評価できるようにするだけで、多くの疑問が解消されるんですよ。

田中専務

現場目線ですね。でも技術者には「モデル解釈(モデルの内部説明)」を作れと言われることが多い。そちらは必要ないのでしょうか。

AIメンター拓海

技術的な説明も価値はあるが優先度が違います。現場ではまず「使えるか」「誤った判断をどのように見抜くか」が重要です。ですから初期段階は実務的な比較と検証の仕組みを優先し、必要に応じて内部説明を追加すれば良いのです。

田中専務

開発予算と時間も限られていますから、優先順位の付け方が肝心ですね。具体的に会議で開発チームに何を指示すればよいですか。

AIメンター拓海

会議用の指示は三つに絞りましょう。第一に、最小限の説明インターフェースを作り、実臨床で試験すること。第二に、臨床者がAIと自分の判断を比較できる機能を優先すること。第三に、定期的に臨床者のフィードバックを収集して説明を改良すること。これだけで効果的に進みますよ。

田中専務

分かりました。では、現場検証を回しながら必要な説明だけ増やしていく。自分の言葉でまとめると、まずは使ってもらって反応を見てから説明を足すという進め方で良い、ですね。

AIメンター拓海

素晴らしいまとめですね!大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。次回は会議で使える短いフレーズも用意しますから。

1.概要と位置づけ

結論を先に述べる。臨床現場で求められる「説明可能性(explainability)」の要件は、技術者が用意する詳細なモデル内部の説明よりも、現場が自分の判断とAIの予測を比較・検証できる仕組みが優先されるという点で根本的に見直されるべきである。本研究は、そのプロセスを実際の病院開発チームの事例に沿って追跡し、説明要件は当初から明確に定義できるものではなく、開発と利用の反復を通じて現れることを示した。

この点は経営判断に直結する。導入に際し、最初から高額な「完全な説明機能」を求めると初期投資が膨らみ、現場のニーズとずれたサービスが出来上がるリスクが高い。したがって、投資対効果(ROI)を最大化するには、最小機能での実運用と段階的な追加投資を組み合わせる戦略が合理的である。

本研究は、ノルウェーの病院で乳児の脳性まひ(cerebral palsy)リスク予測に用いるAIを対象に、ソフトウェア開発チームが説明要件をどう引き出したかを観察したケーススタディである。臨床者が初期段階で説明の要求を言語化できないこと、そして現場でのインタラクションが有効であることが主要な観察結果である。

技術的な詳細を早期に詰めるのではなく、まずは現場での質問に応えるための「問いかけ型の説明(interrogative explanations)」を整備することが、短期的な効果と長期的な信頼性の両面で効果的であると結論付けられる。経営としてはこの優先順位を明確にすることが重要である。

まとめると、本研究は説明可能性要件の策定を「要件工学(requirements engineering)」の前提条件として固定するのではなく、実運用を含む反復プロセスとして扱うべきだと示している。これが本論文の位置づけである。

2.先行研究との差別化ポイント

先行研究は多くがモデル内部の解釈手法の開発や理論的な定義に注力している。たとえば特徴重要度や局所線形近似などの技術的手法は数多く提案されているが、これらが臨床現場で直ちに有用かどうかは必ずしも明確ではない。つまり、技術の存在と現場のニーズの間にはギャップがある。

本研究が差別化する点は、実際の開発過程を時間軸で追跡し、技術者と臨床者が共同で説明要件を形成していく様子を詳細に記録したことである。これにより、説明の形式や優先順位がどのように変化するかが観察可能となり、理論だけでは見えない実務上の判断基準が明らかになった。

また、本研究は限られた予算という現実条件下での意思決定も扱っている点で実務的価値が高い。先行研究が理想的条件での手法比較にとどまる一方で、本研究は現場でのトレードオフを可視化し、経営判断に直結する示唆を与えている。

したがって、差別化ポイントは「理論的手法の比較」ではなく「現場と共に要件が形成されるプロセスの実証」である。これにより、現場導入を前提とした段階的投資の正当性が実証される。

結局のところ、先行研究が提供する技術は重要だが、それをどう使うかは現場が決めるという逆説的な結論が示される点が本研究の貢献である。

3.中核となる技術的要素

まず用語を明確にする。Machine Learning(ML:機械学習)とはデータから規則を学ぶ技術であり、Explainability(EXPL:説明可能性)はその出力を人が理解できる形で示すことを指す。実務で重要なのは、これらを単独で評価するのではなく、臨床のワークフローにどう組み込むかである。

本ケースでの技術的要素は複数あるが、中核は「比較と再評価を可能にするインターフェース」である。具体的にはAIの予測と臨床者の所見を同一画面で比較し、パラメータを変えて再計算できるようにする機能が重視された。この機能は複雑なモデル内部を説明するよりも短期間で実装可能であり、臨床者の意思決定支援として効果を発揮した。

もう一つの要素はユーザインタビューと現場観察を組み合わせた要求獲得手法である。技術者が独自に仮説を立てるのではなく、実際の診察場面でどのような疑問が生じるかを観察し、それに応じて説明機能を追加していくというサイクルが採用された。

このプロセスは、いわば『最小実行可能プロダクト(Minimum Viable Product: MVP)』の考え方を医療AIの説明可能性に適用したものだ。最小限の説明で運用を開始し、利用データとフィードバックをもとに改善する流れである。

以上により、本研究は技術的に高度な説明手法の即時導入よりも、実務的な比較ツールと反復的な要求定義の組み合わせが現場での受容性を高めることを示した。

4.有効性の検証方法と成果

検証方法はケーススタディの標準に沿っている。すなわち、開発チームがAIモデルを受け取り、医師や理学療法士と共同でインターフェースを作り、実際の診察場面で試験運用を行い、臨床者の反応と行動を記録した。定量データよりも観察とインタビューを重視した質的な評価である。

その結果、臨床者は詳細なモデル説明よりも、AIと自分の評価を並べて比較できる機能に価値を感じた。具体的には、AIの予測と臨床評価の不一致が生じたときに、その差を視覚化して検討できることが信頼構築に寄与したという観察が得られた。

さらに、有効性の一端として、初期の説明インターフェースを用いた後で臨床者がAIの出力をどのように使うかについての行動変容が観察された。すなわち、AIを単なる参考値として扱うだけでなく、疑問点があるケースで積極的に再検討するプロセスが定着し始めた。

ただし限界も明確である。観察対象は単一病院と限られたケースであり、一般化には注意が必要である。また、定量的な診断精度向上の測定は本稿の範囲を超えており、今後の課題として残る。

総じて、本研究は実用的な短期効果を示しつつ、長期的な評価にはさらなるデータ収集が必要であることを示した。

5.研究を巡る議論と課題

第一の議論点は、説明可能性をどこまで技術的に担保すべきかという問いである。モデル内部の詳細な説明は学術的価値が高いが、臨床意思決定の現場で即効性を持つわけではない。したがって、投資配分の議論では「短期の実用性」と「長期の説明責任」を分けて考える必要がある。

第二に、ユーザビリティと倫理・アカウンタビリティのトレードオフがある。臨床者がAIを過信しないためのガードレールや説明記録の保存は不可欠だが、それが操作性を損なうと現場での利用は進まない。このバランスをどう取るかが運用設計の鍵である。

第三に、限られたリソースのもとで説明要件をどう優先順位付けするかは経営判断に直結する問題である。初期段階では実務的な比較機能を優先し、後続でより高度な解釈ツールを段階的に導入するという戦術が示唆された。

最後に、外部への説明責任(規制や患者への説明)という観点も見落とせない。臨床で使う以上、記録と説明の標準化は将来的に求められる可能性が高く、経営はその規制適合コストを見越した投資判断が必要である。

これらの議論点は、単なる技術選択ではなく組織戦略の問題であり、役員レベルでの検討が求められる。

6.今後の調査・学習の方向性

今後は二つの方向で調査を進めるべきである。短期的には複数施設での実証実験を通じて現場ごとの説明ニーズの違いを把握することが必要である。長期的には説明機能が臨床アウトカムや診断精度に与える影響を定量的に評価するためのランダム化比較試験(RCT)やコホート研究を計画するべきである。

学習の方向としては、技術者が現場ニーズを早期に理解するための共同観察やワークショップの定着が重要である。これにより、無駄な機能開発を避け、最小限の投入で最大の現場受容を達成できる。

また、組織としては段階的投資のためのガバナンスを整備することが求められる。初期フェーズでのKPIを明確にし、現場から得られるフィードバックを投資判断に反映する体制を作ることが望ましい。

検索に使える英語キーワードのみ列挙すると、次のようになる。”eliciting explainability requirements”, “interrogative explanations”, “AI in clinical practice”, “requirements engineering for ML”, “human-AI collaboration in healthcare”。これらで追加文献検索が可能である。

最後に会議で使える短いフレーズ集を提示する。次節のフレーズを参考に、現場と技術陣の共通認識を素早く作っていただきたい。

会議で使えるフレーズ集(例)

「まずは最小限の説明で実運用を開始し、現場からのフィードバックで改良しましょう。」

「優先度は臨床での比較・検証機能です。モデル内部の詳細は必要に応じて追加します。」

「初期投資を抑えつつ、KPIに基づいて段階的に投資判断を行います。」


T. Sporsem, S. R. Finseras, I. Strumke, “Clinicians don’t know what explanations they need: A case study on eliciting AI software explainability requirements,” arXiv preprint arXiv:2501.09592v3, 2025.

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