Using a Large Margin Context-Aware Convolutional Neural Network to Automatically Extract Disease-Disease Association from Literature: Comparative Analytic Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Research on disease-disease association (DDA), like comorbidity and complication, provides important insights into disease treatment and drug discovery, and a large body of the literature has been published in the field. However, using current search tools, it is not easy for researchers to retrieve information on the latest DDA findings. First, comorbidity and complication keywords pull up large numbers of PubMed studies. Second, disease is not highlighted in search results. Finally, DDA is not identified, as currently no disease-disease association extraction (DDAE) dataset or tools are available. OBJECTIVE: As there are no available DDAE datasets or tools, this study aimed to develop (1) a DDAE dataset and (2) a neural network model for extracting DDA from the literature. METHODS: In this study, we formulated DDAE as a supervised machine learning classification problem. To develop the system, we first built a DDAE dataset. We then employed two machine learning models, support vector machine and convolutional neural network, to extract DDA. Furthermore, we evaluated the effect of using the output layer as features of the support vector machine-based model. Finally, we implemented large margin context-aware convolutional neural network architecture to integrate context features and convolutional neural networks through the large margin function. RESULTS: Our DDAE dataset consisted of 521 PubMed abstracts. Experiment results showed that the support vector machine-based approach achieved an F1 measure of 80.32%, which is higher than the convolutional neural network-based approach (73.32%). Using the output layer of convolutional neural network as a feature for the support vector machine does not further improve the performance of support vector machine. However, our large margin context-aware-convolutional neural network achieved the highest F1 measure of 84.18% and demonstrated that combining the hinge loss function of support vector machine with a convolutional neural network into a single neural network architecture outperforms other approaches. CONCLUSIONS: To facilitate the development of text-mining research for DDAE, we developed the first publicly available DDAE dataset consisting of disease mentions, Medical Subject Heading IDs, and relation annotations. We developed different conventional machine learning models and neural network architectures and evaluated their effects on our DDAE dataset. To further improve DDAE performance, we propose an large margin context-aware-convolutional neural network model for DDAE that outperforms other approaches.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».