Extracting Family History of Patients From Clinical Narratives: Exploring an End-to-End Solution With Deep Learning Models
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Patients' family history (FH) is a critical risk factor associated with numerous diseases. However, FH information is not well captured in the structured database but often documented in clinical narratives. Natural language processing (NLP) is the key technology to extract patients' FH from clinical narratives. In 2019, the National NLP Clinical Challenge (n2c2) organized shared tasks to solicit NLP methods for FH information extraction. OBJECTIVE: This study presents our end-to-end FH extraction system developed during the 2019 n2c2 open shared task as well as the new transformer-based models that we developed after the challenge. We seek to develop a machine learning-based solution for FH information extraction without task-specific rules created by hand. METHODS: We developed deep learning-based systems for FH concept extraction and relation identification. We explored deep learning models including long short-term memory-conditional random fields and bidirectional encoder representations from transformers (BERT) as well as developed ensemble models using a majority voting strategy. To further optimize performance, we systematically compared 3 different strategies to use BERT output representations for relation identification. RESULTS: Our system was among the top-ranked systems (3 out of 21) in the challenge. Our best system achieved micro-averaged F1 scores of 0.7944 and 0.6544 for concept extraction and relation identification, respectively. After challenge, we further explored new transformer-based models and improved the performances of both subtasks to 0.8249 and 0.6775, respectively. For relation identification, our system achieved a performance comparable to the best system (0.6810) reported in the challenge. CONCLUSIONS: This study demonstrated the feasibility of utilizing deep learning methods to extract FH information from clinical narratives.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».