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Enregistrement W4366307907 · doi:10.2196/44835

Natural Language Processing for Clinical Laboratory Data Repository Systems: Implementation and Evaluation for Respiratory Viruses

2023· article· en· W4366307907 sur OpenAlexafffund
Elham Dolatabadi, Branson Chen, Sarah A. Buchan, Alex Marchand‐Austin, Mahmoud Azimaee, Allison McGeer, Samira Mubareka, Jeffrey C. Kwong

Notice bibliographique

RevueJMIR AI · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBiomedical Text Mining and Ontologies
Établissements canadiensSunnybrook HospitalSinai Health SystemVector InstitutePublic Health OntarioYork UniversityUniversity Health NetworkUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchHospital for Sick Children
Mots-clésComputer scienceArtificial intelligenceNatural language processingGeneralizability theoryParsingClassifier (UML)Machine learningInformation extractionTask (project management)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background With the growing volume and complexity of laboratory repositories, it has become tedious to parse unstructured data into structured and tabulated formats for secondary uses such as decision support, quality assurance, and outcome analysis. However, advances in natural language processing (NLP) approaches have enabled efficient and automated extraction of clinically meaningful medical concepts from unstructured reports. Objective In this study, we aimed to determine the feasibility of using the NLP model for information extraction as an alternative approach to a time-consuming and operationally resource-intensive handcrafted rule-based tool. Therefore, we sought to develop and evaluate a deep learning–based NLP model to derive knowledge and extract information from text-based laboratory reports sourced from a provincial laboratory repository system. Methods The NLP model, a hierarchical multilabel classifier, was trained on a corpus of laboratory reports covering testing for 14 different respiratory viruses and viral subtypes. The corpus includes 87,500 unique laboratory reports annotated by 8 subject matter experts (SMEs). The classification task involved assigning the laboratory reports to labels at 2 levels: 24 fine-grained labels in level 1 and 6 coarse-grained labels in level 2. A “label” also refers to the status of a specific virus or strain being tested or detected (eg, influenza A is detected). The model’s performance stability and variation were analyzed across all labels in the classification task. Additionally, the model's generalizability was evaluated internally and externally on various test sets. Results Overall, the NLP model performed well on internal, out-of-time (pre–COVID-19), and external (different laboratories) test sets with microaveraged F1-scores >94% across all classes. Higher precision and recall scores with less variability were observed for the internal and pre–COVID-19 test sets. As expected, the model’s performance varied across categories and virus types due to the imbalanced nature of the corpus and sample sizes per class. There were intrinsically fewer classes of viruses being detected than those tested; therefore, the model's performance (lowest F1-score of 57%) was noticeably lower in the detected cases. Conclusions We demonstrated that deep learning–based NLP models are promising solutions for information extraction from text-based laboratory reports. These approaches enable scalable, timely, and practical access to high-quality and encoded laboratory data if integrated into laboratory information system repositories.

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: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,586
Score d'incertitude au seuil0,249

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 Opus0,156
Tête enseignante GPT0,531
Écart entre enseignants0,374 · 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'étudeSans objet
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

Citations6
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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