Deep Learning Approach for Negation and Speculation Detection for Automated Important Finding Flagging and Extraction in Radiology Report: Internal Validation and Technique Comparison Study
Notice bibliographique
Résumé
Background Negation and speculation unrelated to abnormal findings can lead to false-positive alarms for automatic radiology report highlighting or flagging by laboratory information systems. Objective This internal validation study evaluated the performance of natural language processing methods (NegEx, NegBio, NegBERT, and transformers). Methods We annotated all negative and speculative statements unrelated to abnormal findings in reports. In experiment 1, we fine-tuned several transformer models (ALBERT [A Lite Bidirectional Encoder Representations from Transformers], BERT [Bidirectional Encoder Representations from Transformers], DeBERTa [Decoding-Enhanced BERT With Disentangled Attention], DistilBERT [Distilled version of BERT], ELECTRA [Efficiently Learning an Encoder That Classifies Token Replacements Accurately], ERNIE [Enhanced Representation through Knowledge Integration], RoBERTa [Robustly Optimized BERT Pretraining Approach], SpanBERT, and XLNet) and compared their performance using precision, recall, accuracy, and F1-scores. In experiment 2, we compared the best model from experiment 1 with 3 established negation and speculation-detection algorithms (NegEx, NegBio, and NegBERT). Results Our study collected 6000 radiology reports from 3 branches of the Chi Mei Hospital, covering multiple imaging modalities and body parts. A total of 15.01% (105,755/704,512) of words and 39.45% (4529/11,480) of important diagnostic keywords occurred in negative or speculative statements unrelated to abnormal findings. In experiment 1, all models achieved an accuracy of >0.98 and F1-score of >0.90 on the test data set. ALBERT exhibited the best performance (accuracy=0.991; F1-score=0.958). In experiment 2, ALBERT outperformed the optimized NegEx, NegBio, and NegBERT methods in terms of overall performance (accuracy=0.996; F1-score=0.991), in the prediction of whether diagnostic keywords occur in speculative statements unrelated to abnormal findings, and in the improvement of the performance of keyword extraction (accuracy=0.996; F1-score=0.997). Conclusions The ALBERT deep learning method showed the best performance. Our results represent a significant advancement in the clinical applications of computer-aided notification systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».