Cancer Diagnosis Categorization in Electronic Health Records Using Large Language Models and BioBERT: Model Performance Evaluation Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Electronic health records contain inconsistently structured or free-text data, requiring efficient preprocessing to enable predictive health care models. Although artificial intelligence-driven natural language processing tools show promise for automating diagnosis classification, their comparative performance and clinical reliability require systematic evaluation. Objective: The aim of this study is to evaluate the performance of 4 large language models (GPT-3.5, GPT-4o, Llama 3.2, and Gemini 1.5) and BioBERT in classifying cancer diagnoses from structured and unstructured electronic health records data. Methods: We analyzed 762 unique diagnoses (326 International Classification of Diseases [ICD] code descriptions, 436 free-text entries) from 3456 records of patients with cancer. Models were tested on their ability to categorize diagnoses into 14 predefined categories. Two oncology experts validated classifications. Results: BioBERT achieved the highest weighted macro F1-score for ICD codes (84.2) and matched GPT-4o in ICD code accuracy (90.8). For free-text diagnoses, GPT-4o outperformed BioBERT in weighted macro F1-score (71.8 vs 61.5) and achieved slightly higher accuracy (81.9 vs 81.6). GPT-3.5, Gemini, and Llama showed lower overall performance on both formats. Common misclassification patterns included confusion between metastasis and central nervous system tumors, as well as errors involving ambiguous or overlapping clinical terminology. Conclusions: Although current performance levels appear sufficient for administrative and research use, reliable clinical applications will require standardized documentation practices alongside robust human oversight for high-stakes decision-making.
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 | 0,015 | 0,026 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».