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Enregistrement W4224921946 · doi:10.2196/35475

Using Natural Language Processing and Machine Learning to Preoperatively Predict Lymph Node Metastasis for Non–Small Cell Lung Cancer With Electronic Medical Records: Development and Validation Study

2022· article· en· W4224921946 sur OpenAlexvenueno aff
Danqing Hu, Shaolei Li, Huanyao Zhang, Nan Wu, Xudong Lü

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueLung Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Key Research and Development Program of China
Mots-clésReceiver operating characteristicArtificial intelligenceMachine learningConcordanceRandom forestComputer scienceMedicineInformation extractionLung cancerLymph nodeStandardized uptake valueNatural language processingText miningRadiologyComputed tomographyPathologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Lymph node metastasis (LNM) is critical for treatment decision making of patients with resectable non-small cell lung cancer, but it is difficult to precisely diagnose preoperatively. Electronic medical records (EMRs) contain a large volume of valuable information about LNM, but some key information is recorded in free text, which hinders its secondary use. OBJECTIVE: This study aims to develop LNM prediction models based on EMRs using natural language processing (NLP) and machine learning algorithms. METHODS: We developed a multiturn question answering NLP model to extract features about the primary tumor and lymph nodes from computed tomography (CT) reports. We then combined these features with other structured clinical characteristics to develop LNM prediction models using machine learning algorithms. We conducted extensive experiments to explore the effectiveness of the predictive models and compared them with size criteria based on CT image findings (the maximum short axis diameter of lymph node >10 mm was regarded as a metastatic node) and clinician's evaluation. Since the NLP model may extract features with mistakes, we also calculated the concordance correlation between the predicted probabilities of models using NLP-extracted features and gold standard features to explore the influence of NLP-driven automatic extraction. RESULTS: Experimental results show that the random forest models achieved the best performances with 0.792 area under the receiver operating characteristic curve (AUC) value and 0.456 average precision (AP) value for pN2 LNM prediction and 0.768 AUC value and 0.524 AP value for pN1&N2 LNM prediction. And all machine learning models outperformed the size criteria and clinician's evaluation. The concordance correlation between the random forest models using NLP-extracted features and gold standard features is 0.950 and improved to 0.984 when the top 5 important NLP-extracted features were replaced with gold standard features. CONCLUSIONS: The LNM models developed can achieve competitive performance using only limited EMR data such as CT reports and tumor markers in comparison with the clinician's evaluation. The multiturn question answering NLP model can extract features effectively to support the development of LNM prediction models, which may facilitate the clinical application of predictive models.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,877
Score d'incertitude au seuil0,612

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,323
Écart entre enseignants0,305 · 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 tête enseignante, 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

Citations27
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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