Machine learning approaches for electronic health records phenotyping: a methodical review
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Accurate and rapid phenotyping is a prerequisite to leveraging electronic health records for biomedical research. While early phenotyping relied on rule-based algorithms curated by experts, machine learning (ML) approaches have emerged as an alternative to improve scalability across phenotypes and healthcare settings. This study evaluates ML-based phenotyping with respect to (1) the data sources used, (2) the phenotypes considered, (3) the methods applied, and (4) the reporting and evaluation methods used. MATERIALS AND METHODS: We searched PubMed and Web of Science for articles published between 2018 and 2022. After screening 850 articles, we recorded 37 variables on 100 studies. RESULTS: Most studies utilized data from a single institution and included information in clinical notes. Although chronic conditions were most commonly considered, ML also enabled the characterization of nuanced phenotypes such as social determinants of health. Supervised deep learning was the most popular ML paradigm, while semi-supervised and weakly supervised learning were applied to expedite algorithm development and unsupervised learning to facilitate phenotype discovery. ML approaches did not uniformly outperform rule-based algorithms, but deep learning offered a marginal improvement over traditional ML for many conditions. DISCUSSION: Despite the progress in ML-based phenotyping, most articles focused on binary phenotypes and few articles evaluated external validity or used multi-institution data. Study settings were infrequently reported and analytic code was rarely released. CONCLUSION: Continued research in ML-based phenotyping is warranted, with emphasis on characterizing nuanced phenotypes, establishing reporting and evaluation standards, and developing methods to accommodate misclassified phenotypes due to algorithm errors in downstream applications.
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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 | 0,034 | 0,092 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,020 | 0,015 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,004 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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.
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 ».