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Enregistrement W2928818852 · doi:10.2196/12596

Identifying Clinical Terms in Medical Text Using Ontology-Guided Machine Learning

2019· article· en· W2928818852 sur OpenAlexaffvenue
Aryan Arbabi, David R. Adams, Sanja Fidler, Michael Brudno

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBiomedical Text Mining and Ontologies
Établissements canadiensHospital for Sick ChildrenUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceOntologyNatural language processingUnified Medical Language SystemArtificial intelligenceInformation retrieval

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Automatic recognition of medical concepts in unstructured text is an important component of many clinical and research applications, and its accuracy has a large impact on electronic health record analysis. The mining of medical concepts is complicated by the broad use of synonyms and nonstandard terms in medical documents. OBJECTIVE: We present a machine learning model for concept recognition in large unstructured text, which optimizes the use of ontological structures and can identify previously unobserved synonyms for concepts in the ontology. METHODS: We present a neural dictionary model that can be used to predict if a phrase is synonymous to a concept in a reference ontology. Our model, called the Neural Concept Recognizer (NCR), uses a convolutional neural network to encode input phrases and then rank medical concepts based on the similarity in that space. It uses the hierarchical structure provided by the biomedical ontology as an implicit prior embedding to better learn embedding of various terms. We trained our model on two biomedical ontologies-the Human Phenotype Ontology (HPO) and Systematized Nomenclature of Medicine - Clinical Terms (SNOMED-CT). RESULTS: We tested our model trained on HPO by using two different data sets: 288 annotated PubMed abstracts and 39 clinical reports. We achieved 1.7%-3% higher F1-scores than those for our strongest manually engineered rule-based baselines (P=.003). We also tested our model trained on the SNOMED-CT by using 2000 Intensive Care Unit discharge summaries from MIMIC (Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care) and achieved 0.9%-1.3% higher F1-scores than those of our baseline. The results of our experiments show high accuracy of our model as well as the value of using the taxonomy structure of the ontology in concept recognition. CONCLUSION: Most popular medical concept recognizers rely on rule-based models, which cannot generalize well to unseen synonyms. In addition, most machine learning methods typically require large corpora of annotated text that cover all classes of concepts, which can be extremely difficult to obtain for biomedical ontologies. Without relying on large-scale labeled training data or requiring any custom training, our model can be efficiently generalized to new synonyms and performs as well or better than state-of-the-art methods custom built for specific ontologies.

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)0,007
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: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0050,003
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,051
Tête enseignante GPT0,397
Écart entre enseignants0,345 · 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

Citations69
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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