A Case Demonstration of the Open Health Natural Language Processing Toolkit From the National COVID-19 Cohort Collaborative and the Researching COVID to Enhance Recovery Programs for a Natural Language Processing System for COVID-19 or Postacute Sequelae of SARS CoV-2 Infection: Algorithm Development and Validation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: A wealth of clinically relevant information is only obtainable within unstructured clinical narratives, leading to great interest in clinical natural language processing (NLP). While a multitude of approaches to NLP exist, current algorithm development approaches have limitations that can slow the development process. These limitations are exacerbated when the task is emergent, as is the case currently for NLP extraction of signs and symptoms of COVID-19 and postacute sequelae of SARS-CoV-2 infection (PASC). OBJECTIVE: This study aims to highlight the current limitations of existing NLP algorithm development approaches that are exacerbated by NLP tasks surrounding emergent clinical concepts and to illustrate our approach to addressing these issues through the use case of developing an NLP system for the signs and symptoms of COVID-19 and PASC. METHODS: We used 2 preexisting studies on PASC as a baseline to determine a set of concepts that should be extracted by NLP. This concept list was then used in conjunction with the Unified Medical Language System to autonomously generate an expanded lexicon to weakly annotate a training set, which was then reviewed by a human expert to generate a fine-tuned NLP algorithm. The annotations from a fully human-annotated test set were then compared with NLP results from the fine-tuned algorithm. The NLP algorithm was then deployed to 10 additional sites that were also running our NLP infrastructure. Of these 10 sites, 5 were used to conduct a federated evaluation of the NLP algorithm. RESULTS: An NLP algorithm consisting of 12,234 unique normalized text strings corresponding to 2366 unique concepts was developed to extract COVID-19 or PASC signs and symptoms. An unweighted mean dictionary coverage of 77.8% was found for the 5 sites. CONCLUSIONS: The evolutionary and time-critical nature of the PASC NLP task significantly complicates existing approaches to NLP algorithm development. In this work, we present a hybrid approach using the Open Health Natural Language Processing Toolkit aimed at addressing these needs with a dictionary-based weak labeling step that minimizes the need for additional expert annotation while still preserving the fine-tuning capabilities of expert involvement.
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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 | 0,004 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».