The application of natural language processing (NLP) to cancer pathology reports has been focused on detecting cancer cases, largely ignoring precancerous cases. Improving the characterization of precancerous adenomas assists in developing diagnostic tests for early cancer detection and prevention, especially for colorectal cancer (CRC). Here we developed transformer-based deep neural network NLP models to perform the CRC phenotyping, with the goal of extracting precancerous lesion attributes and distinguishing cancer and precancerous cases. We achieved 0.914 macro-F1 scores for classifying patients into negative, non-advanced adenoma, advanced adenoma and CRC. We further improved the performance to 0.923 using an ensemble of classifiers for cancer status classification and lesion size named entity recognition (NER). Our results demonstrated the potential of using NLP to leverage real-world health record data to facilitate the development of diagnostic tests for early cancer prevention.

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.

放射学报告含有在其解释图像中被放射科学家记录的多样化和丰富的临床异常。放射发现的综合语义表示将使广泛的次要使用应用来支持诊断，分类，结果预测和临床研究。在本文中，我们提出了一种新的放射学报告语料库，注释了临床调查结果。我们的注释模式捕获了可观察到的病理发现的详细说明（“病变”）和其他类型的临床问题（“医学问题”）。该模式使用了基于事件的表示来捕获细粒细节，包括断言，解剖学，特征，大小，计数等。我们的黄金标准语料库包含总共500个注释的计算机断层扫描（CT）报告。我们利用两个最先进的深度学习架构提取了触发器和论证实体，包括伯特。然后，我们使用基于BERT的关系提取模型预测触发器和参数实体（称为参数角色）之间的连接。我们使用预先从我们的机构的300万放射学报告预先培训的BERT模型实现了最佳提取性能：90.9％-93.4％f1用于查找触发器的触发器72.0％-85.6％f1，用于参数角色。为了评估型号的概括性，我们使用了从模拟胸部X射线（MIMIC-CXR）数据库中随机采样的外部验证。该验证集的提取性能为95.6％，用于发现触发器和参数角色的79.1％-89.7％，表明模型与具有不同的成像模型的跨机构数据一致。我们从模拟CXR数据库中的所有放射学报告中提取了查找事件，并为研究界提供了提取。

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。

Objective: Social Determinants of Health (SDOH) influence personal health outcomes and health systems interactions. Health systems capture SDOH information through structured data and unstructured clinical notes; however, clinical notes often contain a more comprehensive representation of several key SDOH. The objective of this work is to assess the SDOH information gain achievable by extracting structured semantic representations of SDOH from the clinical narrative and combining these extracted representations with available structured data. Materials and Methods: We developed a natural language processing (NLP) information extraction model for SDOH that utilizes a deep learning entity and relation extraction architecture. In an electronic health record (EHR) case study, we applied the SDOH extractor to a large existing clinical data set with over 200,000 patients and 400,000 notes and compared the extracted information with available structured data. Results: The SDOH extractor achieved 0.86 F1 on a withheld test set. In the EHR case study, we found 19\% of current tobacco users, 10\% of drug users, and 32\% of homeless patients only include documentation of these risk factors in the clinical narrative. Conclusions: Patients who are at-risk for negative health outcomes due to SDOH may be better served if health systems are able to identify SDOH risk factors and associated social needs. Structured semantic representations of text-encoded SDOH information can augment existing structured, and this more comprehensive SDOH representation can assist health systems in identifying and addressing social needs.

人工智能（AI）技术具有重要潜力，可以实现有效，鲁棒和自动的图像表型，包括识别细微图案。基于AI的检测搜索图像空间基于模式和特征来找到兴趣区域。存在一种良性的肿瘤组织学，可以通过使用图像特征的基于AI的分类方法来识别。图像从图像中提取可用于的可覆盖方式，可以通过显式（手工/工程化）和深度辐射谱系框架来探索途径。辐射瘤分析有可能用作非侵入性技术，以准确表征肿瘤，以改善诊断和治疗监测。这项工作介绍基于AI的技术，专注于肿瘤宠物和PET / CT成像，用于不同的检测，分类和预测/预测任务。我们还讨论了所需的努力，使AI技术转换为常规临床工作流程，以及潜在的改进和互补技术，例如在电子健康记录和神经象征性AI技术上使用自然语言处理。

Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.

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。

There is an increasing interest in developing artificial intelligence (AI) systems to process and interpret electronic health records (EHRs). Natural language processing (NLP) powered by pretrained language models is the key technology for medical AI systems utilizing clinical narratives. However, there are few clinical language models, the largest of which trained in the clinical domain is comparatively small at 110 million parameters (compared with billions of parameters in the general domain). It is not clear how large clinical language models with billions of parameters can help medical AI systems utilize unstructured EHRs. In this study, we develop from scratch a large clinical language model - GatorTron - using >90 billion words of text (including >82 billion words of de-identified clinical text) and systematically evaluate it on 5 clinical NLP tasks including clinical concept extraction, medical relation extraction, semantic textual similarity, natural language inference (NLI), and medical question answering (MQA). We examine how (1) scaling up the number of parameters and (2) scaling up the size of the training data could benefit these NLP tasks. GatorTron models scale up the clinical language model from 110 million to 8.9 billion parameters and improve 5 clinical NLP tasks (e.g., 9.6% and 9.5% improvement in accuracy for NLI and MQA), which can be applied to medical AI systems to improve healthcare delivery. The GatorTron models are publicly available at: https://catalog.ngc.nvidia.com/orgs/nvidia/teams/clara/models/gatortron_og.

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。

机器学习和深度学习方法对医学的计算机辅助预测成为必需的，在乳房X光检查领域也具有越来越多的应用。通常，这些算法训练，针对特定任务，例如，病变的分类或乳房X乳线图的病理学状态的预测。为了获得患者的综合视图，随后整合或组合所有针对同一任务培训的模型。在这项工作中，我们提出了一种管道方法，我们首先培训一组个人，任务特定的模型，随后调查其融合，与标准模型合并策略相反。我们使用混合患者模型的深度学习模型融合模型预测和高级功能，以在患者水平上构建更强的预测因子。为此，我们提出了一种多分支深度学习模型，其跨不同任务和乳房X光检查有效地融合了功能，以获得全面的患者级预测。我们在公共乳房X线摄影数据，即DDSM及其策划版本CBIS-DDSM上培训并评估我们的全部管道，并报告AUC评分为0.962，以预测任何病变和0.791的存在，以预测患者水平对恶性病变的存在。总体而言，与标准模型合并相比，我们的融合方法将显着提高AUC得分高达0.04。此外，通过提供与放射功能相关的特定于任务的模型结果，提供了与放射性特征相关的任务特定模型结果，我们的管道旨在密切支持放射科学家的阅读工作流程。

与生物医学命名实体识别任务有关的挑战是：现有方法考虑了较少数量的生物医学实体（例如疾病，症状，蛋白质，基因）；这些方法不考虑健康的社会决定因素（年龄，性别，就业，种族），这是与患者健康有关的非医学因素。我们提出了一条机器学习管道，该管道通过以下方式改善了以前的努力：首先，它认识到标准类型以外的许多生物医学实体类型；其次，它考虑了与患者健康有关的非临床因素。该管道还包括阶段，例如预处理，令牌化，映射嵌入查找和命名实体识别任务，以从自由文本中提取生物医学命名实体。我们提出了一个新的数据集，我们通过策划COVID-19案例报告来准备。所提出的方法的表现优于五个基准数据集上的基线方法，其宏观和微平均F1得分约为90，而我们的数据集则分别为95.25和93.18的宏观和微平均F1得分。

尽管变压器语言模型（LMS）是信息提取的最新技术，但长文本引入了需要次优的预处理步骤或替代模型体系结构的计算挑战。稀疏注意的LMS可以代表更长的序列，克服性能障碍。但是，目前尚不清楚如何解释这些模型的预测，因为并非所有令牌都在自我发项层中相互参加，而在运行时，长序列对可解释性算法提出了计算挑战，而当运行时取决于文档长度。这些挑战在文档可能很长的医学环境中是严重的，机器学习（ML）模型必须是审核和值得信赖的。我们介绍了一种新颖的蒙版抽样程序（MSP），以识别有助于预测的文本块，将MSP应用于预测医学文本诊断的背景下，并通过两位临床医生的盲目审查来验证我们的方法。我们的方法比以前的最先进的临床信息块高约1.7倍，速度更快100倍，并且可用于生成重要的短语对。 MSP特别适合长LMS，但可以应用于任何文本分类器。我们提供了MSP的一般实施。

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。

专门的基于变形金刚的模型（例如生物Biobert和Biomegatron）适用于基于公共可用的生物医学语料库的生物医学领域。因此，它们有可能编码大规模的生物学知识。我们研究了这些模型中生物学知识的编码和表示，及其支持癌症精度医学推断的潜在实用性 - 即，对基因组改变的临床意义的解释。我们比较不同变压器基线的性能；我们使用探测来确定针对不同实体的编码的一致性；我们使用聚类方法来比较和对比基因，变异，药物和疾病的嵌入的内部特性。我们表明，这些模型确实确实编码了生物学知识，尽管其中一些模型在针对特定任务的微调中丢失了。最后，我们分析了模型在数据集中的偏见和失衡方面的行为。

Molecular and genomic properties are critical in selecting cancer treatments to target individual tumors, particularly for immunotherapy. However, the methods to assess such properties are expensive, time-consuming, and often not routinely performed. Applying machine learning to H&E images can provide a more cost-effective screening method. Dozens of studies over the last few years have demonstrated that a variety of molecular biomarkers can be predicted from H&E alone using the advancements of deep learning: molecular alterations, genomic subtypes, protein biomarkers, and even the presence of viruses. This article reviews the diverse applications across cancer types and the methodology to train and validate these models on whole slide images. From bottom-up to pathologist-driven to hybrid approaches, the leading trends include a variety of weakly supervised deep learning-based approaches, as well as mechanisms for training strongly supervised models in select situations. While results of these algorithms look promising, some challenges still persist, including small training sets, rigorous validation, and model explainability. Biomarker prediction models may yield a screening method to determine when to run molecular tests or an alternative when molecular tests are not possible. They also create new opportunities in quantifying intratumoral heterogeneity and predicting patient outcomes.

癌症是人体内部异常细胞的无法控制的细胞分裂，可以蔓延到其他身体器官。它是非传染性疾病（NCDS）和NCDS之一，占全世界总死亡人数的71％，而肺癌是女性乳腺癌后第二次诊断的癌症。肺癌的癌症生存率仅为19％。有各种方法用于诊断肺癌，如X射线，CT扫描，PET-CT扫描，支气管镜检查和活组织检查。然而，为了了解基于组织型H和E染色的肺癌亚型，广泛使用，其中染色在从活组织检查中吸入的组织上进行。研究报道，组织学类型与肺癌预后和治疗相关。因此，早期和准确地检测肺癌组织学是一种迫切需要，并且由于其治疗取决于疾病的组织学，分子曲线和阶段的类型，最重要的是分析肺癌的组织病理学图像。因此，为了加快肺癌诊断的重要过程，减少病理学家的负担，使用深层学习技术。这些技术表明了在分析癌症组织病变幻灯片的分析中提高了疗效。几项研究报告说，卷积神经网络（CNN）在脑，皮肤，乳腺癌，肺癌等各种癌症类型的组织病理学图片的分类中的重要性。在本研究中，通过使用Reset50，VGG-19，Inception_Resnet_V2和DenSenet进行特征提取和三重态丢失来引导CNN以引导CNN，以引导CNN，以引导CNN使得其增加群集间距离并减少集群内距离。

计算文本表型是从临床注释中鉴定出患有某些疾病和特征的患者的实践。由于很少有用于机器学习的案例和域专家的数据注释需求，因此难以识别的罕见疾病要确定。我们提出了一种使用本体论和弱监督的方法，并具有来自双向变压器（例如BERT）的最新预训练的上下文表示。基于本体的框架包括两个步骤：（i）文本到umls，通过上下文将提及与统一医学语言系统（UMLS）中的概念链接到命名的实体识别和链接（NER+L）工具，SemeHR中提取表型。 ，以及具有自定义规则和上下文提及表示的弱监督； （ii）UMLS-to-to-ordo，将UMLS概念与孤子罕见疾病本体论（ORDO）中的罕见疾病相匹配。提出了弱监督的方法来学习一个表型确认模型，以改善链接的文本对umls，而没有域专家的注释数据。我们评估了来自美国和英国两个机构的三个出院摘要和放射学报告的临床数据集的方法。我们最好的弱监督方法获得了81.4％的精度和91.4％的召回，从模仿III出院摘要中提取罕见疾病UMLS表型。总体管道处理临床笔记可以表面罕见疾病病例，其中大部分在结构化数据（手动分配的ICD代码）中没有受到平衡。关于模仿III和NHS Tayside的放射学报告的结果与放电摘要一致。我们讨论了弱监督方法的有用性，并提出了未来研究的方向。

控制传染病是一个主要的健康优先事项，因为它们可以传播和感染人类，从而演变为流行病或流行病。因此，早期发现传染病是一种重要需求，许多研究人员已经开发出在早期诊断它们的模型。本文审查了用于传染病诊断的最新机器学习（ML）算法的研究文章。我们从2015年至2022年搜索了科学，ScienceDirect，PubMed，Springer和IEEE数据库，确定了审查的ML模型的优缺点，并讨论了推进该领域研究的可能建议。我们发现大多数文章都使用了小型数据集，其中很少有实时数据。我们的结果表明，合适的ML技术取决于数据集的性质和所需的目标。

虽然罕见疾病的特征在于患病率低，但大约3亿人受到罕见疾病的影响。对这些条件的早期和准确诊断是一般从业者的主要挑战，没有足够的知识来识别它们。除此之外，罕见疾病通常会显示各种表现形式，这可能会使诊断更加困难。延迟的诊断可能会对患者的生命产生负面影响。因此，迫切需要增加关于稀有疾病的科学和医学知识。自然语言处理（NLP）和深度学习可以帮助提取有关罕见疾病的相关信息，以促进其诊断和治疗。本文探讨了几种深度学习技术，例如双向长期内存（BILSTM）网络或基于来自变压器（BERT）的双向编码器表示的深层语境化词表示，以识别罕见疾病及其临床表现（症状和症状） Raredis语料库。该毒品含有超过5,000名罕见疾病和近6,000个临床表现。 Biobert，基于BERT和培训的生物医学Corpora培训的域特定语言表示，获得了最佳结果。特别是，该模型获得罕见疾病的F1分数为85.2％，表现优于所有其他模型。