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Enregistrement W3198282417 · doi:10.2196/23230

Automatic ICD-10 Coding and Training System: Deep Neural Network Based on Supervised Learning

2021· article· en· W3198282417 sur OpenAlexvenueno aff
Pei‐Fu Chen, Ssu-Ming Wang, Wei-Chih Liao, Lu-Cheng Kuo, Kuan‐Chih Chen, Yu‐Cheng Lin, Chi-Yu Yang, Chi-Hao Chiu, Shu-Chih Chang, Feipei Lai

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueMedical Coding and Health Information
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMinistry of Science and Technology, Taiwan
Mots-clésComputer scienceCoding (social sciences)Artificial intelligenceDeep learningEncoderArtificial neural networkMedical diagnosisNatural language processingMedical classificationMachine learningLanguage modelAutoencoderICD-10Speech recognitionMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background The International Classification of Diseases (ICD) code is widely used as the reference in medical system and billing purposes. However, classifying diseases into ICD codes still mainly relies on humans reading a large amount of written material as the basis for coding. Coding is both laborious and time-consuming. Since the conversion of ICD-9 to ICD-10, the coding task became much more complicated, and deep learning– and natural language processing–related approaches have been studied to assist disease coders. Objective This paper aims at constructing a deep learning model for ICD-10 coding, where the model is meant to automatically determine the corresponding diagnosis and procedure codes based solely on free-text medical notes to improve accuracy and reduce human effort. Methods We used diagnosis records of the National Taiwan University Hospital as resources and apply natural language processing techniques, including global vectors, word to vectors, embeddings from language models, bidirectional encoder representations from transformers, and single head attention recurrent neural network, on the deep neural network architecture to implement ICD-10 auto-coding. Besides, we introduced the attention mechanism into the classification model to extract the keywords from diagnoses and visualize the coding reference for training freshmen in ICD-10. Sixty discharge notes were randomly selected to examine the change in the F1-score and the coding time by coders before and after using our model. Results In experiments on the medical data set of National Taiwan University Hospital, our prediction results revealed F1-scores of 0.715 and 0.618 for the ICD-10 Clinical Modification code and Procedure Coding System code, respectively, with a bidirectional encoder representations from transformers embedding approach in the Gated Recurrent Unit classification model. The well-trained models were applied on the ICD-10 web service for coding and training to ICD-10 users. With this service, coders can code with the F1-score significantly increased from a median of 0.832 to 0.922 (P<.05), but not in a reduced interval. Conclusions The proposed model significantly improved the F1-score but did not decrease the time consumed in coding by disease coders.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
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)0,0030,002

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 Opus0,128
Tête enseignante GPT0,411
Écart entre enseignants0,282 · 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

Citations73
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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