An Empirical Evaluation of Prompting Strategies for Large Language Models in Zero-Shot Clinical Natural Language Processing: Algorithm Development and Validation Study
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Large language models (LLMs) have shown remarkable capabilities in natural language processing (NLP), especially in domains where labeled data are scarce or expensive, such as the clinical domain. However, to unlock the clinical knowledge hidden in these LLMs, we need to design effective prompts that can guide them to perform specific clinical NLP tasks without any task-specific training data. This is known as in-context learning, which is an art and science that requires understanding the strengths and weaknesses of different LLMs and prompt engineering approaches. OBJECTIVE: The objective of this study is to assess the effectiveness of various prompt engineering techniques, including 2 newly introduced types-heuristic and ensemble prompts, for zero-shot and few-shot clinical information extraction using pretrained language models. METHODS: This comprehensive experimental study evaluated different prompt types (simple prefix, simple cloze, chain of thought, anticipatory, heuristic, and ensemble) across 5 clinical NLP tasks: clinical sense disambiguation, biomedical evidence extraction, coreference resolution, medication status extraction, and medication attribute extraction. The performance of these prompts was assessed using 3 state-of-the-art language models: GPT-3.5 (OpenAI), Gemini (Google), and LLaMA-2 (Meta). The study contrasted zero-shot with few-shot prompting and explored the effectiveness of ensemble approaches. RESULTS: The study revealed that task-specific prompt tailoring is vital for the high performance of LLMs for zero-shot clinical NLP. In clinical sense disambiguation, GPT-3.5 achieved an accuracy of 0.96 with heuristic prompts and 0.94 in biomedical evidence extraction. Heuristic prompts, alongside chain of thought prompts, were highly effective across tasks. Few-shot prompting improved performance in complex scenarios, and ensemble approaches capitalized on multiple prompt strengths. GPT-3.5 consistently outperformed Gemini and LLaMA-2 across tasks and prompt types. CONCLUSIONS: This study provides a rigorous evaluation of prompt engineering methodologies and introduces innovative techniques for clinical information extraction, demonstrating the potential of in-context learning in the clinical domain. These findings offer clear guidelines for future prompt-based clinical NLP research, facilitating engagement by non-NLP experts in clinical NLP advancements. To the best of our knowledge, this is one of the first works on the empirical evaluation of different prompt engineering approaches for clinical NLP in this era of generative artificial intelligence, and we hope that it will inspire and inform future research in this area.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| 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 découle