策略培训是一种多学科的康复方法,它教导技能减少中风后认知障碍者的残疾。与传统的康复方法相比,在随机,对照临床试验中已显示策略培训是促进独立性的更可行和有效的干预措施。标准化的保真度评估用于通过检查康复视频记录中的指导和定向口头提示来衡量治疗原则的依从性。尽管用于检测指导和定向的口头提示的忠诚度评估对于单一站点研究是有效的,但在大型多站点务实的务实试验中,它可能会变成劳动力密集,耗时且昂贵。为了应对广泛的战略培训实施的这一挑战,我们利用自然语言处理(NLP)技术来自动化策略培训保真度评估,即自动从康复会议的视频记录中自动识别有指导和指导的口头提示。我们开发了一种基于规则的NLP算法,一个长期术语存储器(LSTM)模型以及该任务的变压器(BERT)模型的双向编码器表示。 BERT模型以0.8075的F1得分实现了最佳性能。这项研究的发现在心理学和康复干预研究和实践方面具有广泛的希望。
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在科学研究中,该方法是解决科学问题和关键研究对象的必不可少手段。随着科学的发展,正在提出,修改和使用许多科学方法。作者在抽象和身体文本中描述了该方法的详细信息,并且反映该方法名称的学术文献中的关键实体称为方法实体。在大量的学术文献中探索各种方法实体有助于学者了解现有方法,为研究任务选择适当的方法并提出新方法。此外,方法实体的演变可以揭示纪律的发展并促进知识发现。因此,本文对方法论和经验作品进行了系统的综述,重点是从全文学术文献中提取方法实体,并努力使用这些提取的方法实体来建立知识服务。首先提出了本综述涉及的关键概念的定义。基于这些定义,我们系统地审查了提取和评估方法实体的方法和指标,重点是每种方法的利弊。我们还调查了如何使用提取的方法实体来构建新应用程序。最后,讨论了现有作品的限制以及潜在的下一步。
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Raredis Corpus含有超过5,000个罕见疾病,近6,000个临床表现都是注释。此外,跨候注释协议评估表明,相对高的协议(F1措施等于实体的完全匹配标准,与关系的81.3%等于83.5%)。基于这些结果,该毒品具有高质量,假设该领域的重要步骤由于稀缺具有稀有疾病的可用语料库。这可以将门打开到进一步的NLP应用,这将促进这些罕见疾病的诊断和治疗,因此将大大提高这些患者的生活质量。
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Objective: We aim to develop an open-source natural language processing (NLP) package, SODA (i.e., SOcial DeterminAnts), with pre-trained transformer models to extract social determinants of health (SDoH) for cancer patients, examine the generalizability of SODA to a new disease domain (i.e., opioid use), and evaluate the extraction rate of SDoH using cancer populations. Methods: We identified SDoH categories and attributes and developed an SDoH corpus using clinical notes from a general cancer cohort. We compared four transformer-based NLP models to extract SDoH, examined the generalizability of NLP models to a cohort of patients prescribed with opioids, and explored customization strategies to improve performance. We applied the best NLP model to extract 19 categories of SDoH from the breast (n=7,971), lung (n=11,804), and colorectal cancer (n=6,240) cohorts. Results and Conclusion: We developed a corpus of 629 cancer patients notes with annotations of 13,193 SDoH concepts/attributes from 19 categories of SDoH. The Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) model achieved the best strict/lenient F1 scores of 0.9216 and 0.9441 for SDoH concept extraction, 0.9617 and 0.9626 for linking attributes to SDoH concepts. Fine-tuning the NLP models using new annotations from opioid use patients improved the strict/lenient F1 scores from 0.8172/0.8502 to 0.8312/0.8679. The extraction rates among 19 categories of SDoH varied greatly, where 10 SDoH could be extracted from >70% of cancer patients, but 9 SDoH had a low extraction rate (<70% of cancer patients). The SODA package with pre-trained transformer models is publicly available at https://github.com/uf-hobiinformatics-lab/SDoH_SODA.
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由于结构化数据通常不足,因此在开发用于临床信息检索和决策支持系统模型时,需要从电子健康记录中的自由文本中提取标签。临床文本中最重要的上下文特性之一是否定,这表明没有发现。我们旨在通过比较荷兰临床注释中的三种否定检测方法来改善标签的大规模提取。我们使用Erasmus医疗中心荷兰临床语料库比较了基于ContextD的基于规则的方法,即使用MEDCAT和(Fineted)基于Roberta的模型的BilstM模型。我们发现,Bilstm和Roberta模型都在F1得分,精度和召回方面始终优于基于规则的模型。此外,我们将每个模型的分类错误系统地分类,这些错误可用于进一步改善特定应用程序的模型性能。在性能方面,将三个模型结合起来并不有益。我们得出的结论是,尤其是基于Bilstm和Roberta的模型在检测临床否定方面非常准确,但是最终,根据手头的用例,这三种方法最终都可以可行。
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A long-running goal of the clinical NLP community is the extraction of important variables trapped in clinical notes. However, roadblocks have included dataset shift from the general domain and a lack of public clinical corpora and annotations. In this work, we show that large language models, such as InstructGPT, perform well at zero- and few-shot information extraction from clinical text despite not being trained specifically for the clinical domain. Whereas text classification and generation performance have already been studied extensively in such models, here we additionally demonstrate how to leverage them to tackle a diverse set of NLP tasks which require more structured outputs, including span identification, token-level sequence classification, and relation extraction. Further, due to the dearth of available data to evaluate these systems, we introduce new datasets for benchmarking few-shot clinical information extraction based on a manual re-annotation of the CASI dataset for new tasks. On the clinical extraction tasks we studied, the GPT-3 systems significantly outperform existing zero- and few-shot baselines.
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临床编码是将患者健康记录中的医疗信息转换为结构化代码的任务,以便它们可用于统计分析。这是一项认知且耗时的任务,遵循标准过程,以达到高水平的一致性。自动化系统可以支持临床编码,以提高该过程的效率和准确性。我们介绍了自动临床编码的想法,并从人工智能(AI)和自然语言处理(NLP)(NLP)的角度总结了挑战,该文献是根据文献,我们在过去两年半(2019年末 - 2022年初)的项目经验),以及与苏格兰和英国的临床编码专家的讨论。我们的研究揭示了应用于临床编码的当前基于深度学习的方法与现实世界实践中的解释性和一致性之间的差距。基于知识的方法代表和推理了标准,可以解释的任务过程,可能需要将其纳入基于深度学习的临床编码方法中。尽管面临技术和组织的挑战,但自动化的临床编码是AI的一项有前途的任务。编码人员需要参与开发过程。在未来五年及以后,开发和部署基于AI的自动化系统需要实现很多目标。
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Artificial intelligence (AI) and robotic coaches promise the improved engagement of patients on rehabilitation exercises through social interaction. While previous work explored the potential of automatically monitoring exercises for AI and robotic coaches, the deployment of these systems remains a challenge. Previous work described the lack of involving stakeholders to design such functionalities as one of the major causes. In this paper, we present our efforts on eliciting the detailed design specifications on how AI and robotic coaches could interact with and guide patient's exercises in an effective and acceptable way with four therapists and five post-stroke survivors. Through iterative questionnaires and interviews, we found that both post-stroke survivors and therapists appreciated the potential benefits of AI and robotic coaches to achieve more systematic management and improve their self-efficacy and motivation on rehabilitation therapy. In addition, our evaluation sheds light on several practical concerns (e.g. a possible difficulty with the interaction for people with cognitive impairment, system failures, etc.). We discuss the value of early involvement of stakeholders and interactive techniques that complement system failures, but also support a personalized therapy session for the better deployment of AI and robotic exercise coaches.
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在数字治疗干预的背景下,例如互联网交付的认知行为治疗(ICBT)用于治疗抑郁和焦虑,广泛的研究表明,人类支持者或教练的参与如何协助接受治疗的人,改善用户参与治疗并导致更有效的健康结果而不是不受支持的干预措施。该研究旨在最大限度地提高这一人类支持的影响和结果,研究了通过AI和机器学习领域(ML)领域的最新进展提供的新机遇如何有助于有效地支持ICBT支持者的工作实践。本文报告了采访研究的详细调查结果,与15个ICBT支持者加深了解其现有的工作实践和信息需求,旨在有意义地向抑郁和焦虑治疗的背景下提供有用,可实现的ML申请。分析贡献(1)一组六个主题,总结了ICBT支持者在为其精神卫生客户提供有效,个性化反馈方面的策略和挑战;并回应这些学习,(2)对于ML方法如何帮助支持和解决挑战和信息需求,为每个主题提供具体机会。它依赖于在支持者LED客户审查实践中引入新的机器生成的数据见解的潜在社会,情感和务实含义的思考。
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通过整合人类的知识和经验,人在循环旨在以最低成本培训准确的预测模型。人类可以为机器学习应用提供培训数据,并直接完成在基于机器的方法中对管道中计算机中的难以实现的任务。在本文中,我们从数据的角度调查了人类循环的现有工作,并将它们分为三类具有渐进关系:(1)从数据处理中提高模型性能的工作,(2)通过介入模型培训提高模型性能,(3)系统的设计独立于循环的设计。使用上述分类,我们总结了该领域的主要方法;随着他们的技术优势/弱点以及自然语言处理,计算机愿景等的简单分类和讨论。此外,我们提供了一些开放的挑战和机遇。本调查打算为人类循环提供高级别的摘要,并激励有兴趣的读者,以考虑设计有效的循环解决方案的方法。
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关于比较治疗效果的最佳证据来自临床试验,其结果在非结构化的文章中据报道。医疗专家必须手动提取文章中的信息以告知决策,这是耗时和昂贵的。在这里,我们考虑(a)从描述临床试验(实体识别)的全文物品中提取治疗和结果的端到端任务,(b)推断前者的报告结果(关系萃取)。我们为此任务介绍了新数据,并评估最近在自然语言处理中获得类似任务的最先进结果的模型。然后,我们提出了一种新的方法,激励了通常介绍了如何呈现这些纯粹数据驱动的基线的试验结果。最后,我们对该模型进行了一定的评估,并具有非营利性寻求鉴定可能重新用癌症的现有药物,显示出端到端证据提取系统的潜在效用。
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通过为患者启用远程医疗服务,远程医疗有助于促进医疗专业人员的机会。随着必要的技术基础设施的出现,这些服务已逐渐流行。自从Covid-19危机开始以来,远程医疗的好处就变得更加明显,因为人们在大流行期间倾向于亲自探望医生。在本文中,我们专注于促进医生和患者之间的聊天课程。我们注意到,随着对远程医疗服务的需求的增加,聊天体验的质量和效率可能至关重要。因此,我们为医学对话开发了一种智能的自动反应生成机制,该机制可帮助医生有效地对咨询请求做出反应,尤其是在繁忙的课程中。我们探索了9个月内收集的医生和患者之间的900,000多个匿名的历史在线信息。我们实施聚类算法,以确定医生最常见的响应,并相应地手动标记数据。然后,我们使用此预处理数据来训练机器学习算法以生成响应。所考虑的算法有两个步骤:过滤(即触发)模型,以滤除不可行的患者消息和一个响应发生器,以建议成功通过触发阶段的响应前3位医生响应。该方法为Precision@3提供了83.28 \%的精度,并显示出其参数的鲁棒性。
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健康素养是2030年健康人民的主要重点,这是美国国家目标和目标的第五次迭代。健康素养较低的人通常会遵循访问后的说明以及使用处方,这会导致健康结果和严重的健康差异。在这项研究中,我们建议通过自动在给定句子中翻译文盲语言来利用自然语言处理技术来提高患者教育材料的健康素养。我们从四个在线健康信息网站上刮擦了患者教育材料:medlineplus.gov,drugs.com,mayoclinic.org和reddit.com。我们分别在银标准培训数据集和黄金标准测试数据集上培训并测试了最先进的神经机译(NMT)模型。实验结果表明,双向长期记忆(BILSTM)NMT模型的表现超过了来自变压器(BERT)基于NMT模型的双向编码器表示。我们还验证了NMT模型通过比较句子中的健康文盲语言比率来翻译健康文盲语言的有效性。提出的NMT模型能够识别正确的复杂单词并简化为外行语言,同时该模型遭受句子完整性,流利性,可读性的影响,并且难以翻译某些医学术语。
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生物医学研究正在以这种指数速度增长,科学家,研究人员和从业者不再能够应对该领域发表的文献的数量。文献中提出的知识需要以这种方式系统化,可以轻松找到声明和假设,访问和验证。知识图可以为文献提供这样的语义知识表示框架。然而,为了构建知识图形,有必要以生物医学实体之间的关系形式提取知识并使两个实体和关系类型进行正常化。在本文中,我们展示并比较了少数基于规则和基于机器学习的(天真的贝叶斯,随机森林作为传统机器学习方法和T5基础的示例,作为现代深层学习的示例)可扩展关系从生物医学中提取的方法集成到知识图中的文献。我们研究了如何为不平衡和相当小的数据集进行弹性,显示T5模型,由于其在大型C4数据集以及不平衡数据上进行预培训,因此T5模型处理得好的小型数据集。最佳执行模型是T5模型在平衡数据上进行微调,报告F1分数为0.88。
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为了帮助现有的Telemental Mechanical服务,我们提出Deeptmh,这是一种通过提取对应于心理学文献经常使用的情感和认知特征的潜视和认知特征来模拟Telemental Mealth Session视频的新框架。我们的方法利用半监督学习的进步来解决Telemental Healts Sessience视频领域的数据稀缺,包括多模式半监督GaN,以检测Telemental卫生课程中的重要心理健康指标。我们展示了我们框架的有用性和与现有工作中的两项任务对比:参与回归和价值回归,这两者都对心理学家在眼药性健康会议期间对心理学家很重要。我们的框架报告了RMSE在参与回归中的RMSE方法的40%,并在价值唤醒回归中的SOTA方法中的50%改善。为了解决Telemental Health空间中公开的数据集的稀缺性,我们发布了一个新的数据集,Medica,用于心理健康患者参与检测。我们的数据集,Medica由1299个视频组成,每节3秒长。据我们所知,我们的方法是基于心理驱动的情感和认知功能来模拟Telemental Healts会话数据的第一种方法,这也通过利用半监督设置来解决数据稀疏性。
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与痴呆症相关的认知障碍(CI)在全球范围内影响超过5500万人,并且每3秒钟以一个新病例的速度迅速增长。随着临床试验反复出现的失败,早期诊断至关重要,但是在低水平和中等收入国家中,全球75%的痴呆症病例未被诊断为90%。众所周知,当前的诊断方法是复杂的,涉及对医学笔记,大量认知测试,昂贵的脑部扫描或脊柱液体测试的手动审查。与CI相关的信息经常在电子健康记录(EHR)中找到,并且可以为早期诊断提供重要线索,但是专家的手动审查是繁琐的,并且容易发生。该项目开发了一种新型的最新自动筛选管道,用于可扩展和高速发现EHR中的CI。为了了解EHR中复杂语言结构的语言环境,构建了一个8,656个序列的数据库,以训练基于注意力的深度学习自然语言处理模型以对序列进行分类。使用序列级别分类器开发了基于逻辑回归的患者级别预测模型。深度学习系统的精度达到了93%,AUC = 0.98,以识别其EHR中没有较早诊断,与痴呆有关的诊断代码或与痴呆有关的药物的患者。否则,这些患者将未被发现或检测到太晚。 EHR筛选管道已部署在Neurahealthnlp中,这是一种用于自动化和实时CI筛选的Web应用程序,只需将EHR上传到浏览器中即可。 Neurahealthnlp更便宜,更快,更容易获得,并且胜过当前的临床方法,包括基于文本的分析和机器学习方法。它使得早期诊断可在稀缺的医疗服务中可行,但可访问的互联网或蜂窝服务。
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循证医学,医疗保健专业人员在做出决定时提到最佳证据的实践,形成现代医疗保健的基础。但是,它依赖于劳动密集型系统评论,其中域名专家必须从数千个出版物中汇总和提取信息,主要是随机对照试验(RCT)结果转化为证据表。本文通过对两个语言处理任务分解的问题来调查自动化证据表生成:\ texit {命名实体识别},它标识文本中的关键实体,例如药物名称,以及\ texit {关系提取},它会映射它们的关系将它们分成有序元组。我们专注于发布的RCT摘要的句子的自动制表,报告研究结果的结果。使用转移学习和基于变压器的语言表示的原则,开发了两个深度神经网络模型作为联合提取管道的一部分。为了培训和测试这些模型,开发了一种新的金标语,包括来自六种疾病区域的近600个结果句。这种方法表现出显着的优势,我们的系统在多种自然语言处理任务和疾病区域中表现良好,以及在训练期间不均匀地展示疾病域。此外,我们显示这些结果可以通过培训我们的模型仅在200个例句中培训。最终系统是一个概念证明,即证明表的产生可以是半自动的,代表全自动系统评论的一步。
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社交媒体平台上的滥用内容的增长增加对在线用户的负面影响。对女同性恋,同性恋者,跨性别或双性恋者的恐惧,不喜欢,不适或不疑虑被定义为同性恋/转铁症。同性恋/翻译语音是一种令人反感的语言,可以总结为针对LGBT +人的仇恨语音,近年来越来越受到兴趣。在线同性恋恐惧症/ Transphobobia是一个严重的社会问题,可以使网上平台与LGBT +人有毒和不受欢迎,同时还试图消除平等,多样性和包容性。我们为在线同性恋和转鸟以及专家标记的数据集提供了新的分类分类,这将允许自动识别出具有同种异体/传递内容的数据集。我们受过教育的注释器并以综合的注释规则向他们提供,因为这是一个敏感的问题,我们以前发现未受训练的众包注释者因文化和其他偏见而诊断倡导性的群体。数据集包含15,141个注释的多语言评论。本文介绍了构建数据集,数据的定性分析和注册间协议的过程。此外,我们为数据集创建基线模型。据我们所知,我们的数据集是第一个已创建的数据集。警告:本文含有明确的同性恋,转基因症,刻板印象的明确陈述,这可能对某些读者令人痛苦。
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近年来,人们对使用电子病历(EMR)进行次要目的特别感兴趣,以增强医疗保健提供的质量和安全性。 EMR倾向于包含大量有价值的临床笔记。学习嵌入是一种将笔记转换为使其可比性的格式的方法。基于变压器的表示模型最近取得了巨大的飞跃。这些模型在大型在线数据集上进行了预训练,以有效地了解自然语言文本。学习嵌入的质量受临床注释如何用作表示模型的输入的影响。临床注释有几个部分具有不同水平的信息价值。医疗保健提供者通常使用不同的表达方式来实现同一概念也很常见。现有方法直接使用临床注释或初始预处理作为表示模型的输入。但是,要学习良好的嵌入,我们确定了最重要的临床笔记部分。然后,我们将提取的概念从选定部分映射到统一医学语言系统(UMLS)中的标准名称。我们使用与唯一概念相对应的标准短语作为临床模型的输入。我们进行了实验,以测量在公共可用的医疗信息集市(MIMIC-III)数据集的子集中,在医院死亡率预测的任务中,学到的嵌入向量的实用性。根据实验,与其他输入格式相比,基于临床变压器的表示模型通过提取的独特概念的标准名称产生的输入产生了更好的结果。表现最好的模型分别是Biobert,PubMedbert和Umlsbert。
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电子医疗记录(EMRS)包含对医学研究人员具有巨大潜在价值的临床叙述文本。但是,将该信息与个人身份信息(PII)混合,这会给患者和临床医生机密的风险带来风险。本文介绍了端到端的去除识别框架,以自动从医院排放摘要中删除PII。我们的语料库包括600名医院出院摘要,该摘要是从澳大利亚悉尼的两家主要推荐医院的EMRS中提取的。我们的端到端去识别框架由三个组件组成:1)注释:使用五个预定类别的600家医院放电摘要标记PII:人,地址,出生日期,识别号码,电话号码; 2)建模:培训六个命名实体识别(NER)深度学习基础 - 平衡和不平衡数据集;并评估组合所有六种基础型号的合奏,这三种基础模型,具有最佳的F1分数和三种基础型号,分别使用令牌级多数投票和堆叠方法分别具有最佳的召回分数; 3)去鉴定:从医院排放摘要中移除PII。我们的研究结果表明,使用堆叠支持向量机(SVM)方法在三种基础上使用最佳F1分数的堆栈模型实现了优异的结果,在我们的语料库的测试组上的F1得分为99.16%。我们还评估了2014年I2B2去识别数据集上的建模组件的稳健性。我们在所有六种基础型号上使用令牌级多数投票方法的集合模型,在严格的实体匹配中实现了96.24%的最高F1得分,并且在二进制令牌级匹配中的最高F1得分为98.64%,而二进制符合两个州-Of-最现实的方法。该框架提供了一种强大的解决方案,可以安全地去识别临床叙述文本。
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