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Enregistrement W4206681774 · doi:10.2196/26353

Neural Translation and Automated Recognition of ICD-10 Medical Entities From Natural Language: Model Development and Performance Assessment

2022· article· en· W4206681774 sur OpenAlexvenueno aff
Louis Falissard, Claire Morgand, Walid Ghosn, Claire Imbaud, Karim Bounebache, Grégoire Rey

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceArtificial intelligenceMachine learningNamed-entity recognitionNatural languageUnified Medical Language SystemNatural language processingTask (project management)Data scienceEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: The recognition of medical entities from natural language is a ubiquitous problem in the medical field, with applications ranging from medical coding to the analysis of electronic health data for public health. It is, however, a complex task usually requiring human expert intervention, thus making it expansive and time-consuming. Recent advances in artificial intelligence, specifically the rise of deep learning methods, have enabled computers to make efficient decisions on a number of complex problems, with the notable example of neural sequence models and their powerful applications in natural language processing. However, they require a considerable amount of data to learn from, which is typically their main limiting factor. The Centre for Epidemiology on Medical Causes of Death (CépiDc) stores an exhaustive database of death certificates at the French national scale, amounting to several millions of natural language examples provided with their associated human-coded medical entities available to the machine learning practitioner. OBJECTIVE: The aim of this paper was to investigate the application of deep neural sequence models to the problem of medical entity recognition from natural language. METHODS: The investigated data set included every French death certificate from 2011 to 2016. These certificates contain information such as the subject's age, the subject's gender, and the chain of events leading to his or her death, both in French and encoded as International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems, Tenth Revision (ICD-10) medical entities, for a total of around 3 million observations in the data set. The task of automatically recognizing ICD-10 medical entities from the French natural language-based chain of events leading to death was then formulated as a type of predictive modeling problem known as a sequence-to-sequence modeling problem. A deep neural network-based model, known as the Transformer, was then slightly adapted and fit to the data set. Its performance was then assessed on an external data set and compared to the current state-of-the-art approach. CIs for derived measurements were estimated via bootstrapping. RESULTS: The proposed approach resulted in an F-measure value of 0.952 (95% CI 0.946-0.957), which constitutes a significant improvement over the current state-of-the-art approach and its previously reported F-measure value of 0.825 as assessed on a comparable data set. Such an improvement makes possible a whole field of new applications, from nosologist-level automated coding to temporal harmonization of death statistics. CONCLUSIONS: This paper shows that a deep artificial neural network can directly learn from voluminous data sets in order to identify complex relationships between natural language and medical entities, without any explicit prior knowledge. Although not entirely free from mistakes, the derived model constitutes a powerful tool for automated coding of medical entities from medical language with promising potential applications.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
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: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,029
Score d'incertitude au seuil0,058

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,009
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 ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,003
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 Opus0,022
Tête enseignante GPT0,322
Écart entre enseignants0,299 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations19
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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