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Enregistrement W3013605954 · doi:10.2196/17984

Clinical Text Data in Machine Learning: Systematic Review

2020· review· en· W3013605954 sur OpenAlexvenueno aff
‪Irena Spasić, Goran Nenadić

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2020
Typereview
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare and Education
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesEngineering and Physical Sciences Research CouncilMedical Research Council
Mots-clésMachine learningComputer scienceArtificial intelligenceNatural language processingBottleneckInformation retrieval

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Clinical narratives represent the main form of communication within health care, providing a personalized account of patient history and assessments, and offering rich information for clinical decision making. Natural language processing (NLP) has repeatedly demonstrated its feasibility to unlock evidence buried in clinical narratives. Machine learning can facilitate rapid development of NLP tools by leveraging large amounts of text data. OBJECTIVE: The main aim of this study was to provide systematic evidence on the properties of text data used to train machine learning approaches to clinical NLP. We also investigated the types of NLP tasks that have been supported by machine learning and how they can be applied in clinical practice. METHODS: Our methodology was based on the guidelines for performing systematic reviews. In August 2018, we used PubMed, a multifaceted interface, to perform a literature search against MEDLINE. We identified 110 relevant studies and extracted information about text data used to support machine learning, NLP tasks supported, and their clinical applications. The data properties considered included their size, provenance, collection methods, annotation, and any relevant statistics. RESULTS: The majority of datasets used to train machine learning models included only hundreds or thousands of documents. Only 10 studies used tens of thousands of documents, with a handful of studies utilizing more. Relatively small datasets were utilized for training even when much larger datasets were available. The main reason for such poor data utilization is the annotation bottleneck faced by supervised machine learning algorithms. Active learning was explored to iteratively sample a subset of data for manual annotation as a strategy for minimizing the annotation effort while maximizing the predictive performance of the model. Supervised learning was successfully used where clinical codes integrated with free-text notes into electronic health records were utilized as class labels. Similarly, distant supervision was used to utilize an existing knowledge base to automatically annotate raw text. Where manual annotation was unavoidable, crowdsourcing was explored, but it remains unsuitable because of the sensitive nature of data considered. Besides the small volume, training data were typically sourced from a small number of institutions, thus offering no hard evidence about the transferability of machine learning models. The majority of studies focused on text classification. Most commonly, the classification results were used to support phenotyping, prognosis, care improvement, resource management, and surveillance. CONCLUSIONS: We identified the data annotation bottleneck as one of the key obstacles to machine learning approaches in clinical NLP. Active learning and distant supervision were explored as a way of saving the annotation efforts. Future research in this field would benefit from alternatives such as data augmentation and transfer learning, or unsupervised learning, which do not require data annotation.

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)0,060
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,308
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Revue systématique · Signal consensuel: Revue systématique
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,940
Score d'incertitude au seuil0,316

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0600,308
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0110,009
Bibliométrie0,0240,023
Études des sciences et des technologies0,0010,003
Communication savante0,0050,007
Science ouverte0,0040,003
Intégrité de la recherche0,0030,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0080,001

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 Opus0,420
Tête enseignante GPT0,576
Écart entre enseignants0,157 · 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.

Devis d'étudeRevue systématique
DomaineMéthodes
GenreSynthèse

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

En bref

Citations367
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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