Validation of large language models for detecting pathologic complete response in breast cancer using population-based pathology reports
Notice bibliographique
Résumé
AIMS: The primary goal of this study is to evaluate the capabilities of Large Language Models (LLMs) in understanding and processing complex medical documentation. We chose to focus on the identification of pathologic complete response (pCR) in narrative pathology reports. This approach aims to contribute to the advancement of comprehensive reporting, health research, and public health surveillance, thereby enhancing patient care and breast cancer management strategies. METHODS: The study utilized two analytical pipelines, developed with open-source LLMs within the healthcare system's computing environment. First, we extracted embeddings from pathology reports using 15 different transformer-based models and then employed logistic regression on these embeddings to classify the presence or absence of pCR. Secondly, we fine-tuned the Generative Pre-trained Transformer-2 (GPT-2) model by attaching a simple feed-forward neural network (FFNN) layer to improve the detection performance of pCR from pathology reports. RESULTS: In a cohort of 351 female breast cancer patients who underwent neoadjuvant chemotherapy (NAC) and subsequent surgery between 2010 and 2017 in Calgary, the optimized method displayed a sensitivity of 95.3% (95%CI: 84.0-100.0%), a positive predictive value of 90.9% (95%CI: 76.5-100.0%), and an F1 score of 93.0% (95%CI: 83.7-100.0%). The results, achieved through diverse LLM integration, surpassed traditional machine learning models, underscoring the potential of LLMs in clinical pathology information extraction. CONCLUSIONS: The study successfully demonstrates the efficacy of LLMs in interpreting and processing digital pathology data, particularly for determining pCR in breast cancer patients post-NAC. The superior performance of LLM-based pipelines over traditional models highlights their significant potential in extracting and analyzing key clinical data from narrative reports. While promising, these findings highlight the need for future external validation to confirm the reliability and broader applicability of these methods.
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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 | 0,003 | 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 | 0,000 |
| 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 ».