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Enregistrement W4402552866 · doi:10.2196/59782

Evaluating Medical Entity Recognition in Health Care: Entity Model Quantitative Study

2024· article· en· W4402552866 sur OpenAlexvenueno aff
Shengyu Liu, Anran Wang, Xiaolei Xiu, Ming Zhong, Sizhu Wu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueTopic Modeling
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintComputer scienceHealth careArtificial intelligenceData scienceWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Named entity recognition (NER) models are essential for extracting structured information from unstructured medical texts by identifying entities such as diseases, treatments, and conditions, enhancing clinical decision-making and research. Innovations in machine learning, particularly those involving Bidirectional Encoder Representations From Transformers (BERT)-based deep learning and large language models, have significantly advanced NER capabilities. However, their performance varies across medical datasets due to the complexity and diversity of medical terminology. Previous studies have often focused on overall performance, neglecting specific challenges in medical contexts and the impact of macrofactors like lexical composition on prediction accuracy. These gaps hinder the development of optimized NER models for medical applications. OBJECTIVE: This study aims to meticulously evaluate the performance of various NER models in the context of medical text analysis, focusing on how complex medical terminology affects entity recognition accuracy. Additionally, we explored the influence of macrofactors on model performance, seeking to provide insights for refining NER models and enhancing their reliability for medical applications. METHODS: This study comprehensively evaluated 7 NER models-hidden Markov models, conditional random fields, BERT for Biomedical Text Mining, Big Transformer Models for Efficient Long-Sequence Attention, Decoding-enhanced BERT with Disentangled Attention, Robustly Optimized BERT Pretraining Approach, and Gemma-across 3 medical datasets: Revised Joint Workshop on Natural Language Processing in Biomedicine and its Applications (JNLPBA), BioCreative V CDR, and Anatomical Entity Mention (AnatEM). The evaluation focused on prediction accuracy, resource use (eg, central processing unit and graphics processing unit use), and the impact of fine-tuning hyperparameters. The macrofactors affecting model performance were also screened using the multilevel factor elimination algorithm. RESULTS: The fine-tuned BERT for Biomedical Text Mining, with balanced resource use, generally achieved the highest prediction accuracy across the Revised JNLPBA and AnatEM datasets, with microaverage (AVG_MICRO) scores of 0.932 and 0.8494, respectively, highlighting its superior proficiency in identifying medical entities. Gemma, fine-tuned using the low-rank adaptation technique, achieved the highest accuracy on the BioCreative V CDR dataset with an AVG_MICRO score of 0.9962 but exhibited variability across the other datasets (AVG_MICRO scores of 0.9088 on the Revised JNLPBA and 0.8029 on AnatEM), indicating a need for further optimization. In addition, our analysis revealed that 2 macrofactors, entity phrase length and the number of entity words in each entity phrase, significantly influenced model performance. CONCLUSIONS: This study highlights the essential role of NER models in medical informatics, emphasizing the imperative for model optimization via precise data targeting and fine-tuning. The insights from this study will notably improve clinical decision-making and facilitate the creation of more sophisticated and effective medical NER models.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,016
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,065
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,084

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0160,065
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0040,005
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,004
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,132
Tête enseignante GPT0,452
Écart entre enseignants0,320 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations16
Publié2024
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Résumé présentoui

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