Detecting Laterality Errors in Combined Radiographic Studies by Enhancing the Traditional Approach With GPT-4o: Algorithm Development and Multisite Internal Validation
Notice bibliographique
Résumé
Background Laterality errors in radiology reports can endanger patient safety. Effective methods for screening for laterality errors in combined radiographic reports, which combine multiple studies into one, remain unexplored. Objective First, we define and analyze the unstudied combined radiographic report format and its challenges. Second, we introduce a clinically deployable ensemble method (rule-based+GPT-4o), evaluated on large-scale, real-world, imbalanced data. Third, we demonstrate significant performance gaps between real-world imbalanced and synthetic balanced datasets, highlighting limitations of the benchmarking methodology commonly used in current studies. Methods This retrospective study analyzed deidentified English radiology reports containing laterality terms in order. We split the data into TrainVal (combined training and validation dataset), Test-1 (both real-world, imbalanced), and Test-2 (synthetic, balanced). Test-1 comes from a distinct branch. Experiment 1 compared the baseline, workaround, and GPT-4o-augmented rule-based methods. Experiment 2 compared the rule-based method with the highest recall to fine-tuned RoBERTa, ClinicalBERT, and GPT-4o models. Results As of July 2024, our dataset included 10,000 real-world and 889 synthetic radiology reports. The laterality error rate in real-world reports was 1.20% (120/10,000), significantly higher in combined (103/7000, 1.47%) than in noncombined reports (17/3000, 0.57%; difference=0.90%; z=3.81; P<.001). In experiment 1, recall differed significantly among the 3 versions of rule-based methods (Q=6.0; P=.0498, Friedman test). The rule-based+GPT-4o method had the highest recall (average rank=1), significantly better than the baseline (average rank=3; P=.04, Nemenyi test). Most (5/6) of the false positives introduced by the GPT-4o information extraction were due to parser limitations hidden by error cancellation. In experiment 2, on Test-1, rule-based+GPT-4o (precision=0.696; recall=0.889; F1-score=0.780) outperformed GPT-4o (precision=0.219; recall=0.889; F1-score=0.352), ClinicalBERT (precision=0.047; recall=0.667; F1-score=0.088), and RoBERTa (F1-score=0.000). On Test-2, rule-based+GPT-4o (precision=0.996; recall=0.925; F1-score=0.959) and GPT-4o (precision=0.979; recall=0.953; F1-score=0.966) outperformed ClinicalBERT (precision=0.984; recall=0.749; F1-score=0.851) and RoBERTa (F1-score=0.013). Both ClinicalBERT and GPT-4o exhibited notable declines in precision on TrainVal and Test-1 compared to Test-2. Both Test-1 data membership (GPT-4o: odds ratio [OR] 239.89, 95% CI 111.05-518.01; P<.001; ClinicalBERT: OR 1924.07, 95% CI 687.46-5383.99; P<.001) and order count per study (GPT-4o: OR 1.79, 95% CI 1.38-2.31; P<.001; ClinicalBERT: OR 2.50, 95% CI 1.64-3.80; P<.001) independently predicted false positive errors in multivariate logistic regression. In subgroup analysis, all models showed reduced precision and F1 in combined-study subgroups. Conclusions The combined radiographic report format poses distinct challenges for both radiology report quality assurance and natural language processing. The combined rule-based and GPT-4o method effectively screens for laterality errors in imbalanced real-world reports. A significant performance gap exists between balanced synthetic datasets and imbalanced real-world data. Future studies should also include real-world imbalanced data.
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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 | 0,012 | 0,033 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,004 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 ».