A multi-center study on the adaptability of a shared foundation model for electronic health records
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Foundation models are transforming artificial intelligence (AI) in healthcare by providing modular components adaptable for various downstream tasks, making AI development more scalable and cost-effective. Foundation models for structured electronic health records (EHR), trained on coded medical records from millions of patients, demonstrated benefits including increased performance with fewer training labels, and improved robustness to distribution shifts. However, questions remain on the feasibility of sharing these models across hospitals and their performance in local tasks. This multi-center study examined the adaptability of a publicly accessible structured EHR foundation model (FM SM ), trained on 2.57 M patient records from Stanford Medicine. Experiments used EHR data from The Hospital for Sick Children (SickKids) and Medical Information Mart for Intensive Care (MIMIC-IV). We assessed both adaptability via continued pretraining on local data, and task adaptability compared to baselines of locally training models from scratch, including a local foundation model. Evaluations on 8 clinical prediction tasks showed that adapting the off-the-shelf FM SM matched the performance of gradient boosting machines (GBM) locally trained on all data while providing a 13% improvement in settings with few task-specific training labels. Continued pretraining on local data showed FM SM required fewer than 1% of training examples to match the fully trained GBM’s performance, and was 60 to 90% more sample-efficient than training local foundation models from scratch. Our findings demonstrate that adapting EHR foundation models across hospitals provides improved prediction performance at less cost, underscoring the utility of base foundation models as modular components to streamline the development of healthcare AI.
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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 | 0,010 | 0,028 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».