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Enregistrement W2952088026 · doi:10.2196/14499

Projection Word Embedding Model With Hybrid Sampling Training for Classifying ICD-10-CM Codes: Longitudinal Observational Study

2019· article· en· W2952088026 sur OpenAlexvenueno aff
Chin Lin, Yu-Sheng Lou, Dung‐Jang Tsai, Chia‐Cheng Lee, Chia-Jung Hsu, Ding-Chung Wu, Mei-Chuen Wang, Wen‐Hui Fang

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWord2vecWord embeddingComputer scienceArtificial intelligenceNatural language processingDiagnosis codeVocabularyWord (group theory)Data miningEmbeddingInformation retrievalMachine learningMedicineMathematicsLinguistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Most current state-of-the-art models for searching the International Classification of Diseases, Tenth Revision Clinical Modification (ICD-10-CM) codes use word embedding technology to capture useful semantic properties. However, they are limited by the quality of initial word embeddings. Word embedding trained by electronic health records (EHRs) is considered the best, but the vocabulary diversity is limited by previous medical records. Thus, we require a word embedding model that maintains the vocabulary diversity of open internet databases and the medical terminology understanding of EHRs. Moreover, we need to consider the particularity of the disease classification, wherein discharge notes present only positive disease descriptions. OBJECTIVE: We aimed to propose a projection word2vec model and a hybrid sampling method. In addition, we aimed to conduct a series of experiments to validate the effectiveness of these methods. METHODS: We compared the projection word2vec model and traditional word2vec model using two corpora sources: English Wikipedia and PubMed journal abstracts. We used seven published datasets to measure the medical semantic understanding of the word2vec models and used these embeddings to identify the three-character-level ICD-10-CM diagnostic codes in a set of discharge notes. On the basis of embedding technology improvement, we also tried to apply the hybrid sampling method to improve accuracy. The 94,483 labeled discharge notes from the Tri-Service General Hospital of Taipei, Taiwan, from June 1, 2015, to June 30, 2017, were used. To evaluate the model performance, 24,762 discharge notes from July 1, 2017, to December 31, 2017, from the same hospital were used. Moreover, 74,324 additional discharge notes collected from seven other hospitals were tested. The F-measure, which is the major global measure of effectiveness, was adopted. RESULTS: In medical semantic understanding, the original EHR embeddings and PubMed embeddings exhibited superior performance to the original Wikipedia embeddings. After projection training technology was applied, the projection Wikipedia embeddings exhibited an obvious improvement but did not reach the level of original EHR embeddings or PubMed embeddings. In the subsequent ICD-10-CM coding experiment, the model that used both projection PubMed and Wikipedia embeddings had the highest testing mean F-measure (0.7362 and 0.6693 in Tri-Service General Hospital and the seven other hospitals, respectively). Moreover, the hybrid sampling method was found to improve the model performance (F-measure=0.7371/0.6698). CONCLUSIONS: The word embeddings trained using EHR and PubMed could understand medical semantics better, and the proposed projection word2vec model improved the ability of medical semantics extraction in Wikipedia embeddings. Although the improvement from the projection word2vec model in the real ICD-10-CM coding task was not substantial, the models could effectively handle emerging diseases. The proposed hybrid sampling method enables the model to behave like a human expert.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,604
Score d'incertitude au seuil0,828

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,196
Tête enseignante GPT0,418
Écart entre enseignants0,222 · 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

Citations14
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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