Automated medical chart review for breast cancer outcomes research: a novel natural language processing extraction system
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Manually extracted data points from health records are collated on an institutional, provincial, and national level to facilitate clinical research. However, the labour-intensive clinical chart review process puts an increasing burden on healthcare system budgets. Therefore, an automated information extraction system is needed to ensure the timeliness and scalability of research data. METHODS: We used a dataset of 100 synoptic operative and 100 pathology reports, evenly split into 50 reports in training and test sets for each report type. The training set guided our development of a Natural Language Processing (NLP) extraction pipeline system, which accepts scanned images of operative and pathology reports. The system uses a combination of rule-based and transfer learning methods to extract numeric encodings from text. We also developed visualization tools to compare the manual and automated extractions. The code for this paper was made available on GitHub. RESULTS: A test set of 50 operative and 50 pathology reports were used to evaluate the extraction accuracies of the NLP pipeline. Gold standard, defined as manual extraction by expert reviewers, yielded accuracies of 90.5% for operative reports and 96.0% for pathology reports, while the NLP system achieved overall 91.9% (operative) and 95.4% (pathology) accuracy. The pipeline successfully extracted outcomes data pertinent to breast cancer tumor characteristics (e.g. presence of invasive carcinoma, size, histologic type), prognostic factors (e.g. number of lymph nodes with micro-metastases and macro-metastases, pathologic stage), and treatment-related variables (e.g. margins, neo-adjuvant treatment, surgical indication) with high accuracy. Out of the 48 variables across operative and pathology codebooks, NLP yielded 43 variables with F-scores of at least 0.90; in comparison, a trained human annotator yielded 44 variables with F-scores of at least 0.90. CONCLUSIONS: The NLP system achieves near-human-level accuracy in both operative and pathology reports using a minimal curated dataset. This system uniquely provides a robust solution for transparent, adaptable, and scalable automation of data extraction from patient health records. It may serve to advance breast cancer clinical research by facilitating collection of vast amounts of valuable health data at a population level.
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 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 | 0,005 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,004 |
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 ».