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Enregistrement W3016187590 · doi:10.2196/17787

Modified Bidirectional Encoder Representations From Transformers Extractive Summarization Model for Hospital Information Systems Based on Character-Level Tokens (AlphaBERT): Development and Performance Evaluation

2020· article· en· W3016187590 sur OpenAlexvenueno aff
Yen-Pin Chen, Jr-Jiun Lin, Chien‐Hua Huang, Feipei Lai

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedical diagnosisAutomatic summarizationComputer scienceSecurity tokenEncoderTransformerArtificial intelligenceCharacter (mathematics)Natural language processingMachine learningMedicineComputer security

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Doctors must care for many patients simultaneously, and it is time-consuming to find and examine all patients' medical histories. Discharge diagnoses provide hospital staff with sufficient information to enable handling multiple patients; however, the excessive amount of words in the diagnostic sentences poses problems. Deep learning may be an effective solution to overcome this problem, but the use of such a heavy model may also add another obstacle to systems with limited computing resources. OBJECTIVE: We aimed to build a diagnoses-extractive summarization model for hospital information systems and provide a service that can be operated even with limited computing resources. METHODS: We used a Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT)-based structure with a two-stage training method based on 258,050 discharge diagnoses obtained from the National Taiwan University Hospital Integrated Medical Database, and the highlighted extractive summaries written by experienced doctors were labeled. The model size was reduced using a character-level token, the number of parameters was decreased from 108,523,714 to 963,496, and the model was pretrained using random mask characters in the discharge diagnoses and International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems sets. We then fine-tuned the model using summary labels and cleaned up the prediction results by averaging all probabilities for entire words to prevent character level-induced fragment words. Model performance was evaluated against existing models BERT, BioBERT, and Long Short-Term Memory (LSTM) using the Recall-Oriented Understudy for Gisting Evaluation (ROUGE) L score, and a questionnaire website was built to collect feedback from more doctors for each summary proposal. RESULTS: The area under the receiver operating characteristic curve values of the summary proposals were 0.928, 0.941, 0.899, and 0.947 for BERT, BioBERT, LSTM, and the proposed model (AlphaBERT), respectively. The ROUGE-L scores were 0.697, 0.711, 0.648, and 0.693 for BERT, BioBERT, LSTM, and AlphaBERT, respectively. The mean (SD) critique scores from doctors were 2.232 (0.832), 2.134 (0.877), 2.207 (0.844), 1.927 (0.910), and 2.126 (0.874) for reference-by-doctor labels, BERT, BioBERT, LSTM, and AlphaBERT, respectively. Based on the paired t test, there was a statistically significant difference in LSTM compared to the reference (P<.001), BERT (P=.001), BioBERT (P<.001), and AlphaBERT (P=.002), but not in the other models. CONCLUSIONS: Use of character-level tokens in a BERT model can greatly decrease the model size without significantly reducing performance for diagnoses summarization. A well-developed deep-learning model will enhance doctors' abilities to manage patients and promote medical studies by providing the capability to use extensive unstructured free-text notes.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,036

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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 Opus0,057
Tête enseignante GPT0,320
Écart entre enseignants0,263 · 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
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

Citations39
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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