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Enregistrement W3168290506 · doi:10.2196/27527

Relation Classification for Bleeding Events From Electronic Health Records Using Deep Learning Systems: An Empirical Study

2021· article· en· W3168290506 sur OpenAlexvenueno aff
Avijit Mitra, Bhanu Pratap Singh Rawat, David D. McManus, Hong Yu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesU.S. National Library of MedicineNational Institute on Drug AbuseNational Institute of Mental HealthNational Heart, Lung, and Blood InstituteNational Institutes of Health
Mots-clésConvolutional neural networkArtificial intelligenceComputer scienceDeep learningF1 scoreMachine learningNatural language processingMacroEncoderTest setData setRelation (database)Artificial neural networkData mining

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Accurate detection of bleeding events from electronic health records (EHRs) is crucial for identifying and characterizing different common and serious medical problems. To extract such information from EHRs, it is essential to identify the relations between bleeding events and related clinical entities (eg, bleeding anatomic sites and lab tests). With the advent of natural language processing (NLP) and deep learning (DL)-based techniques, many studies have focused on their applicability for various clinical applications. However, no prior work has utilized DL to extract relations between bleeding events and relevant entities. OBJECTIVE: In this study, we aimed to evaluate multiple DL systems on a novel EHR data set for bleeding event-related relation classification. METHODS: We first expert annotated a new data set of 1046 deidentified EHR notes for bleeding events and their attributes. On this data set, we evaluated three state-of-the-art DL architectures for the bleeding event relation classification task, namely, convolutional neural network (CNN), attention-guided graph convolutional network (AGGCN), and Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT). We used three BERT-based models, namely, BERT pretrained on biomedical data (BioBERT), BioBERT pretrained on clinical text (Bio+Clinical BERT), and BioBERT pretrained on EHR notes (EhrBERT). RESULTS: Our experiments showed that the BERT-based models significantly outperformed the CNN and AGGCN models. Specifically, BioBERT achieved a macro F1 score of 0.842, outperforming both the AGGCN (macro F1 score, 0.828) and CNN models (macro F1 score, 0.763) by 1.4% (P<.001) and 7.9% (P<.001), respectively. CONCLUSIONS: In this comprehensive study, we explored and compared different DL systems to classify relations between bleeding events and other medical concepts. On our corpus, BERT-based models outperformed other DL models for identifying the relations of bleeding-related entities. In addition to pretrained contextualized word representation, BERT-based models benefited from the use of target entity representation over traditional sequence representation.

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)0,006
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0060,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,067
Tête enseignante GPT0,410
Écart entre enseignants0,343 · 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

Citations24
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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