Detecting Redundant Health Survey Questions by Using Language-Agnostic Bidirectional Encoder Representations From Transformers Sentence Embedding: Algorithm Development Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: As the importance of person-generated health data (PGHD) in health care and research has increased, efforts have been made to standardize survey-based PGHD to improve its usability and interoperability. Standardization efforts such as the Patient-Reported Outcomes Measurement Information System (PROMIS) and the National Institutes of Health (NIH) Common Data Elements (CDE) repository provide effective tools for managing and unifying health survey questions. However, previous methods using ontology-mediated annotation are not only labor-intensive and difficult to scale but also challenging for identifying semantic redundancies in survey questions, especially across multiple languages. Objective: The goal of this work was to compute the semantic similarity among publicly available health survey questions to facilitate the standardization of survey-based PGHD. Methods: We compiled various health survey questions authored in both English and Korean from the NIH CDE repository, PROMIS, Korean public health agencies, and academic publications. Questions were drawn from various health lifelog domains. A randomized question pairing scheme was used to generate a semantic text similarity dataset consisting of 1758 question pairs. The similarity scores between each question pair were assigned by 2 human experts. The tagged dataset was then used to build 4 classifiers featuring bag-of-words, sentence-bidirectional encoder representations from transformers (SBERT) with bidirectional encoder representations from transformers (BERT)-based embeddings, SBERT with language-agnostic BERT sentence embedding (LaBSE), and GPT-4o. The algorithms were evaluated using traditional contingency statistics. Results: Among the 3 algorithms, SBERT-LaBSE demonstrated the highest performance in assessing the question similarity across both languages, achieving area under the receiver operating characteristic and precision-recall curves of >0.99. Additionally, SBERT-LaBSE proved effective in identifying cross-lingual semantic similarities. The SBERT-LaBSE algorithm excelled at aligning semantically equivalent sentences across both languages but encountered challenges in capturing subtle nuances and maintaining computational efficiency. Future research should focus on testing with larger multilingual datasets and on calibrating and normalizing scores across the health lifelog domains to improve consistency. Conclusions: This study introduces the SBERT-LaBSE algorithm for calculating the semantic similarity across 2 languages, showing that it outperforms BERT-based models, the GPT-4o model, and the bag-of-words approach, highlighting its potential in improving the semantic interoperability of survey-based PGHD across language barriers.
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 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 | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
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 ».