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Enregistrement W2900069888 · doi:10.2196/12159

Extraction of Information Related to Adverse Drug Events from Electronic Health Record Notes: Design of an End-to-End Model Based on Deep Learning

2018· article· en· W2900069888 sur OpenAlexvenueno aff
Fei Li, Weisong Liu, Hong Yu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2018
Typearticle
Langueen
DomainePharmacology, Toxicology and Pharmaceutics
ThématiquePharmacovigilance and Adverse Drug Reactions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Heart, Lung, and Blood InstituteNational Institutes of HealthU.S. Department of Veterans Affairs
Mots-clésConditional random fieldDeep learningArtificial intelligenceNamed-entity recognitionComputer scienceMachine learningPharmacovigilanceInformation extractionRelationship extractionTask (project management)Multi-task learningNatural language processingMedicineAdverse effectEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Pharmacovigilance and drug-safety surveillance are crucial for monitoring adverse drug events (ADEs), but the main ADE-reporting systems such as Food and Drug Administration Adverse Event Reporting System face challenges such as underreporting. Therefore, as complementary surveillance, data on ADEs are extracted from electronic health record (EHR) notes via natural language processing (NLP). As NLP develops, many up-to-date machine-learning techniques are introduced in this field, such as deep learning and multi-task learning (MTL). However, only a few studies have focused on employing such techniques to extract ADEs. OBJECTIVE: We aimed to design a deep learning model for extracting ADEs and related information such as medications and indications. Since extraction of ADE-related information includes two steps-named entity recognition and relation extraction-our second objective was to improve the deep learning model using multi-task learning between the two steps. METHODS: We employed the dataset from the Medication, Indication and Adverse Drug Events (MADE) 1.0 challenge to train and test our models. This dataset consists of 1089 EHR notes of cancer patients and includes 9 entity types such as Medication, Indication, and ADE and 7 types of relations between these entities. To extract information from the dataset, we proposed a deep-learning model that uses a bidirectional long short-term memory (BiLSTM) conditional random field network to recognize entities and a BiLSTM-Attention network to extract relations. To further improve the deep-learning model, we employed three typical MTL methods, namely, hard parameter sharing, parameter regularization, and task relation learning, to build three MTL models, called HardMTL, RegMTL, and LearnMTL, respectively. RESULTS: Since extraction of ADE-related information is a two-step task, the result of the second step (ie, relation extraction) was used to compare all models. We used microaveraged precision, recall, and F1 as evaluation metrics. Our deep learning model achieved state-of-the-art results (F1=65.9%), which is significantly higher than that (F1=61.7%) of the best system in the MADE1.0 challenge. HardMTL further improved the F1 by 0.8%, boosting the F1 to 66.7%, whereas RegMTL and LearnMTL failed to boost the performance. CONCLUSIONS: Deep learning models can significantly improve the performance of ADE-related information extraction. MTL may be effective for named entity recognition and relation extraction, but it depends on the methods, data, and other factors. Our results can facilitate research on ADE detection, NLP, and machine learning.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,026

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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 Opus0,052
Tête enseignante GPT0,429
Écart entre enseignants0,377 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations82
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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