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Enregistrement W2891377710 · doi:10.2196/11301

Utilization of Electronic Medical Records and Biomedical Literature to Support the Diagnosis of Rare Diseases Using Data Fusion and Collaborative Filtering Approaches

2018· article· en· W2891377710 sur OpenAlexvenueno aff
Feichen Shen, Sijia Liu, Yanshan Wang, Andrew Wen, Liwei Wang, Hongfang Liu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Center for Advancing Translational SciencesNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringU.S. National Library of MedicineNational Institute of General Medical Sciences
Mots-clésLeverage (statistics)Computer scienceMedical recordElectronic medical recordMedical literatureDiseaseMEDLINERare diseaseMedical diagnosisMedicineData scienceInformation retrievalData miningArtificial intelligencePathologySurgery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: In the United States, a rare disease is characterized as the one affecting no more than 200,000 patients at a certain period. Patients suffering from rare diseases are often either misdiagnosed or left undiagnosed, possibly due to insufficient knowledge or experience with the rare disease on the part of clinical practitioners. With an exponentially growing volume of electronically accessible medical data, a large volume of information on thousands of rare diseases and their potentially associated diagnostic information is buried in electronic medical records (EMRs) and medical literature. OBJECTIVE: This study aimed to leverage information contained in heterogeneous datasets to assist rare disease diagnosis. Phenotypic information of patients existed in EMRs and biomedical literature could be fully leveraged to speed up diagnosis of diseases. METHODS: In our previous work, we advanced the use of a collaborative filtering recommendation system to support rare disease diagnostic decision making based on phenotypes derived solely from EMR data. However, the influence of using heterogeneous data with collaborative filtering was not discussed, which is an essential problem while facing large volumes of data from various resources. In this study, to further investigate the performance of collaborative filtering on heterogeneous datasets, we studied EMR data generated at Mayo Clinic as well as published article abstracts retrieved from the Semantic MEDLINE Database. Specifically, in this study, we designed different data fusion strategies from heterogeneous resources and integrated them with the collaborative filtering model. RESULTS: We evaluated performance of the proposed system using characterizations derived from various combinations of EMR data and literature, as well as with sole EMR data. We extracted nearly 13 million EMRs from the patient cohort generated between 2010 and 2015 at Mayo Clinic and retrieved all article abstracts from the semistructured Semantic MEDLINE Database that were published till the end of 2016. We applied a collaborative filtering model and compared the performance generated by different metrics. Log likelihood ratio similarity combined with k-nearest neighbor on heterogeneous datasets showed the optimal performance in patient recommendation with area under the precision-recall curve (PRAUC) 0.475 (string match), 0.511 (systematized nomenclature of medicine [SNOMED] match), and 0.752 (Genetic and Rare Diseases Information Center [GARD] match). Log likelihood ratio similarity also performed the best with mean average precision 0.465 (string match), 0.5 (SNOMED match), and 0.749 (GARD match). Performance of rare disease prediction was also demonstrated by using the optimal algorithm. Macro-average F-measure for string, SNOMED, and GARD match were 0.32, 0.42, and 0.63, respectively. CONCLUSIONS: This study demonstrated potential utilization of heterogeneous datasets in a collaborative filtering model to support rare disease diagnosis. In addition to phenotypic-based analysis, in the future, we plan to further resolve the heterogeneity issue and reduce miscommunication between EMR and literature by mining genotypic information to establish a comprehensive disease-phenotype-gene network for rare disease diagnosis.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,981
Score d'incertitude au seuil0,348

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,068
Tête enseignante GPT0,366
Écart entre enseignants0,298 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations49
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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