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微软测试医疗 AI Agent:54 个操作任务,最佳系统成功率 42%

2026-06-30 / 共 4,632 字

Microsoft

MedQA、MedMCQA 等医学问答基准,主要考查模型根据题目选出正确答案的能力。随着模型分数提高,研究者开始寻找更难的任务:如果给 AI 一份胸片、一组病历或一个数据库,它能否调用工具,完成检查、分析和交付?

6 月 30 日,微软研究院 Hoifung Poon 等研究者在 arXiv 上发布 HealthAgentBench 医疗 Agent 评测套件。它包含 54 个任务、7 类独立的终端环境,涵盖影像分析、临床试验匹配和电子健康记录(EHR)处理等工作。10 个参评 Agent 中,Codex GPT-5.5 的整体成功率最高,为 42%。成绩按每项任务三次尝试的结果合并计算。

从问答改为多步操作后,评测还会考验 Agent 查找文件、规划步骤和使用工具的能力。结果显示,影像分析与大规模检索仍明显拖累整体表现。

给出文件和目标,由 Agent 自行决定操作步骤

HealthAgentBench 将每个任务打包成 Docker 容器,提供终端环境和简短指令,例如“审阅并纠正这份胸部 X 光报告的 FINDINGS 部分”。Agent 自行决定读取哪些文件、以什么顺序查看、调用哪些工具,以及如何组织执行步骤。

以 X 光报告校正为例,容器内提供一位患者的纵向胸片记录,包括多次检查的图像和完整的既往报告;目标检查报告的 FINDINGS 部分则被人为注入了临床错误。Agent 需要调用工具查看、放大影像,读取并对比既往报告,最终将修正结果写入 /workspace/submission.json。评测没有预设操作流程。

每次尝试只判定成功或失败。标准答案对 Agent 容器不可见,只供独立的评估程序使用。为减少通过文件名或语料库名称反查答案的机会,患者标识被替换为不透明 ID(如 case_NN),文件名中的语料库名称被移除,Agent 的网页浏览功能也被禁用。

54 个任务覆盖影像、病历处理与临床试验匹配

54 个任务分为 7 类,涉及五种数据模态。各类任务使用独立环境,并分别设定成功条件:

  • X 光报告校正(10 个任务):基于 MIMIC-CXR,要求 Agent 对照目标影像和纵向病史,修正植入的报告错误。由 CheXprompt LLM 裁判评估,成功标准为零具有临床意义的错误。数据需经 PhysioNet 授权访问。

  • 病理肿瘤区域选择(10 个任务):使用 CAMELYON16 公开的 H&E 染色全切片病理图像,Agent 需在固定网格上选出含肿瘤的图块,图块级 F1 须 ≥ 0.9。

  • CT 异常分类(10 个任务):基于需申请访问的 CT-RATE 数据集,Agent 解读完整胸部 CT 容积,对各项异常输出 yes/no 标签,要求全部准确(accuracy = 1.0)。

  • EHR 数据质量审计(8 个任务):在 MIMIC-IV demo 数据中注入规则合成的数据质量问题(不合理生理值、不一致的临床记录、人口统计冲突等),Agent 需识别并标记所有错误行,要求 recall = 1.0 且 precision > 0.01。

  • EHR 格式转换(1 个任务):Agent 须定制一个真实的 MEDS ETL 代码仓库,使其从原始 MIMIC-IV demo 数据中输出正确转换后的患者队列,要求输出精确匹配。

  • EHR 事件建模(6 个任务):使用源自 Stanford STARR 数据库的 EHRSHOT 数据,需通过 Redivis 申请访问。Agent 从纵向事件记录中学习预测方法,为留出的患者生成风险评分;AUROC 须达到人工设计计数特征并训练梯度提升模型的基线。

  • 临床试验匹配(9 个任务):基于 TREC-CT 2021 公开数据集,Agent 需要从约 400 个自由文本试验方案池中,为患者找出所有符合条件的试验,要求 recall@50 = 1.0。

Codex GPT-5.5 成功率最高,同一模型换工具也会改变成绩

每个 Agent 在 54 个任务上各运行 3 次,共 162 次尝试;10 个 Agent 合计 1620 次。成功率由各 Agent 的 162 次尝试合并计算,成本为每次尝试的平均费用。完整榜单已在项目网页上线:

排名 Agent 成功率 每次尝试平均成本
1 Codex (GPT 5.5) 42% $2.8
2 Copilot (Opus 4.8) 36% $3.1
3 Copilot (GPT 5.5) 35% $2.6
4 Claude Code (Opus 4.8) 32% $4.0
5 Codex (GPT 5.4) 28% $1.3
6 Claude Code (Opus 4.7) 27% $4.8
7 Codex (GPT 5.3) 22% $1.0
8 Claude Code (Opus 4.6) 19% $4.1
9 Claude Code (Sonnet 4.6) 17% $2.9
10 Codex (GPT 5.4 Mini) 16% $0.6

榜单还显示了三组差异:

运行工具不同,同一模型的成绩也不同。 GPT-5.5 在 Codex 中的成功率为 42%,在 Copilot CLI 中为 35%;Opus 4.8 在 Claude Code 中为 32%,在 Copilot CLI 中为 36%。论文指出,Copilot CLI 可把子任务交给使用固定模型的辅助 Agent。因此,这些成绩比较的是模型与工具组成的系统,不能把差异全部归于主模型。

花费更高未必完成得更好。 Claude Code Opus 4.7 平均每次尝试花费最高,为 $4.8,也是第二慢的系统,成功率为 27%。成绩最高的 Codex GPT-5.5 平均花费 $2.8。论文记录到,Claude Code 系列往往输出更多 token:Sonnet 4.6 每次尝试平均约 44k,Codex GPT-5.5 约 20k,这也是成本差异的一项因素。

较新的模型取得了更高分。 在 Codex 中,GPT-5.3、GPT-5.4、GPT-5.5 的成功率依次为 22%、28%、42%;在 Claude Code 中,Opus 4.6 到 4.8 则从 19% 升至 32%。目前最高的 42% 是这次测试的结果,并非基准的能力上限。

影像任务平均成功率仅 17%,明显低于文本任务

影像与文本任务之间的差距,比整体排名更能说明 Agent 在哪些工作上容易失败。

在所有 Codex 和 Claude Code Agent 中,影像任务(X 光报告校正、CT 异常分类、病理肿瘤区域选择)的平均成功率仅为 17%,而文本任务(EHR 格式转换、EHR 数据质量审计、EHR 事件建模、临床试验匹配)为 49%。没有任何 Agent 在单一影像任务类别上突破 40%。

两组系统的影像成绩也有差异:Codex GPT 系列平均为 22%,Claude Code 系列为 12%,而文本任务接近,为 50% 和 48%。在一个成功完成的病理任务中,Codex GPT-5.5 使用了类似病理阅片的流程:通过 OpenSlide 图像金字塔读取多种分辨率视图,根据形态区分癌组织与良性淋巴组织,在完整分辨率下逐块修正肿瘤边界,最后额外执行一轮“外圈扫描”,检查可能遗漏的高组织密度图块。

即便如此,论文明确指出"最好的 Agent 距离临床可用精度仍有很大差距",缩小临床影像的准确率差距"可能需要工具增强或专用视觉后端,而非仅仅依靠更大的通用模型"。

病历查错与试验匹配,难在完整检索和综合判断

临床试验匹配和 EHR 数据质量审计都要求 Agent 从大量候选内容中找全目标,只找到一部分还不足以通过测试。

EHR 数据质量审计涉及 8 张表、超过 80 万行数据。Claude Code Opus 4.6 得分最高,为 42%;Codex GPT 系列除 GPT-5.5 外,均低于 13%。对照测试中,提示错误所在表和错误类型可以提高成绩;同时查找所有错误类型,则比只查单一类型更难。这说明搜索范围与多种规则的综合处理,都会影响完成任务的能力。

临床试验匹配要从约 400 个方案中筛选结果。患者档案与入排标准都用自然语言表述,仅靠关键词或 SQL 查询难以完成资格判断。Copilot CLI Opus 4.8 的成功率最高,为 67%。论文分析的流程是:先用轻量检索脚本预筛,再由并行子 Agent 按结构化患者档案逐批判断候选方案,最后集中复核边界案例。任务要求 recall = 1.0,即不能漏掉任何符合条件的试验;目前尚无 Agent 能在全部尝试中达到这一标准。

格式转换多数通过,病历预测也能完成部分建模工作

EHR 格式转换和事件建模,是这次测试中 Agent 表现较好的两类任务。

格式转换只有 1 个任务:将 MIMIC-IV demo 数据转换成 MEDS 格式。10 个 Agent 中,9 个在三次尝试中全部通过,成功率为 100%;只有 Claude Code Opus 4.6 持续丢失一个人口统计字段。

EHR 事件建模更具挑战性。Agent 需要在 1 小时时间预算内,从零开始构建一个完整的机器学习流水线:探索患者数据库、选择建模策略、进行特征工程、训练模型并生成测试集预测。Claude Code Opus 4.7 以 78% 领先,Codex GPT-5.5 紧随其后(72%),大多数 Agent 都超过了 50%。

受 1 小时时间预算限制,Agent 主要采用轻量级机器学习模型和特征工程。在这组预测目标中的多数目标上,它们的 AUROC 已达到或超过 EHRSHOT 原论文中 CLMBR 神经网络基础模型的基线。这表明,Agent 能在这些限定任务中完成有用的数据探索与建模工作。

用同一框架比较多类工作,并减少接触答案的机会

除了任务难度,HealthAgentBench 的另一项工作,是将不同医疗操作放进可以共同运行和比较的框架。

增加对操作过程的考查。 医学问答通常评估一段输出是否正确。这里的结果还取决于 Agent 如何探索文件、规划策略、使用工具和从错误中恢复,最终以任务是否完成来计分。

把不同工作放到同一运行框架下。 MedAgentBench 侧重 FHIR EHR 操作,AutoMedBench 和 CamylaBench 聚焦影像流程,HealthAdminBench 关注行政工作,各自使用不同环境、数据格式和判定标准。HealthAgentBench 统一采用终端环境与成功/失败计分,便于比较不同类别的完成情况。

隔离标准答案,减少反查线索。 答案只供评估程序使用,文件名经过处理,网页浏览被禁用。这些安排降低了 Agent 意外读到答案或通过公开材料反查的风险。

代码采用 MIT 许可,部分医疗数据仍需单独申请

HealthAgentBench 在 GitHub 发布了 Harbor 任务框架与运行脚本,但数据不随仓库分发,需要按需下载。其中部分数据源要求用户自行申请权限。

具体来说:X 光报告校正需要 PhysioNet 授权的 MIMIC-CXR 数据集;CT 异常分类需要 Hugging Face 上接受 CT-RATE 的 OpenRAIL 许可协议;EHR 事件建模需要 Stanford Redivis 上申请 EHRSHOT 数据访问权限。病理肿瘤区域选择(CAMELYON16)、EHR 数据质量审计(MIMIC-IV demo)、EHR 格式转换(MIMIC-IV demo)、临床试验匹配(TREC-CT 2021)均使用公开或 demo 数据,访问门槛最低。

仓库代码采用 MIT 许可,数据使用仍需遵守各自来源的协议。项目标注“PRs Welcome”,并提供任务贡献入口,允许社区继续补充任务。

影像、检索与多条件判断,是后续改进的重点

HealthAgentBench 把医疗 AI 的评测从回答问题扩展到了完成操作。42% 的最高成功率,为后续系统提供了一个可比较的起点;格式转换、事件建模和影像分析之间的差异,也提示开发者应分任务判断能力。

影像理解、大范围检索和多条件判断,是这次测试暴露的主要困难。改善通用模型之外,专用视觉工具、检索方法和任务规划都值得继续测试。基准成绩仍不等于临床可用性,真实医疗工作还需要相应验证。

来源

  • HealthAgentBench: A Unified Benchmark Suite of Realistic Agentic Healthcare Environments for Challenging Frontier AI Agents · arXiv
  • HealthAgentBench Project Page & Leaderboard · Microsoft
  • HealthAgentBench GitHub Repository · Microsoft GitHub

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