Moving Biosurveillance Beyond Coded Data: AI for Symptom Detection from Physician Notes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Real-time surveillance of emerging infectious diseases necessitates a dynamically evolving, computable case definition, which frequently incorporates symptom-related criteria. For symptom detection, both population health monitoring platforms and research initiatives primarily depend on structured data extracted from electronic health records. Objective To validate and test an artificial intelligence (AI) based Natural Language Processing (NLP) pipeline for detecting COVID-19 symptoms from physician notes. Methods Subjects in this retrospective cohort study are patients 21 years old and younger, who presented to a pediatric emergency department (ED) at a large academic children’s hospital between March 1, 2020 and May 31, 2022. ED notes for all patients were processed with an NLP pipeline tuned to detect the mention of 11 COVID-19 symptoms based on CDC criteria. For a gold standard, 3 subject matter experts labeled 226 ED notes and had strong agreement (F1=98.6; PPV=97.2; Recall=100.0). F1, PPV, and recall were used to compare the performance of both NLP and ICD-10 to the gold standard chart review. As a formative use case, variations in symptom patterns were measured across SARS-Cov2 variant eras. Results There were 85,678 ED encounters during the study period, 4.0% with patients with COVID-19. NLP was more accurate at identifying encounters with patients that had any of the COVID-19 symptoms (F1=79.6) than ICD-10 codes (F1=45.1%). NLP accuracy was higher for positive symptoms (recall=93%) than ICD-10 (recall=30%). However, ICD-10 accuracy was higher for negative symptoms (specificity=99.4%) than NLP (specificity=91.7%). Congestion or runny nose showed the highest accuracy difference: NLP F1=82.8%, ICD-10 F1=4.2%. Prevalence of NLP symptoms among patients with COVID-19 differed across variant eras. And patients with COVID-19 were more likely to have each symptom than patients without this disease. Effect sizes (odds ratios) varied across pandemic eras. Conclusions This study establishes the value of AI based NLP as a highly effective tool for real-time COVID-19 symptom detection in pediatric patients, outperforming traditional ICD-10 methods. It also reveals the evolving nature of symptom prevalence across different virus variants, underscoring the need for dynamic, technology-driven approaches in infectious disease surveillance.
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 | 0,006 | 0,033 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».