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。
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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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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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自然语言处理(NLP)是一个人工智能领域,它应用信息技术来处理人类语言,在一定程度上理解并在各种应用中使用它。在过去的几年中,该领域已经迅速发展,现在采用了深层神经网络的现代变体来从大型文本语料库中提取相关模式。这项工作的主要目的是调查NLP在药理学领域的最新使用。正如我们的工作所表明的那样,NLP是药理学高度相关的信息提取和处理方法。它已被广泛使用,从智能搜索到成千上万的医疗文件到在社交媒体中找到对抗性药物相互作用的痕迹。我们将覆盖范围分为五个类别,以调查现代NLP方法论,常见的任务,相关的文本数据,知识库和有用的编程库。我们将这五个类别分为适当的子类别,描述其主要属性和想法,并以表格形式进行总结。最终的调查介绍了该领域的全面概述,对从业者和感兴趣的观察者有用。
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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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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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医疗保健提供者通常会记录给每位患者提供临床,研究和计费目的的临床护理的详细说明。由于这些叙述的非结构性性质,提供者使用专门的员工使用国际疾病(ICD)编码系统为患者的诊断分配诊断代码。此手动过程不仅耗时,而且昂贵且容易出错。先前的工作证明了机器学习(ML)方法在自动化此过程中的潜在效用,但它依靠大量手动标记数据来训练模型。此外,诊断编码系统随着时间的流逝而演变,这使得传统的监督学习策略无法推广到本地应用程序之外。在这项工作中,我们引入了一个普遍的弱监督文本分类框架,该框架仅从类标签描述中学习,而无需使用任何人类标记的文档。它利用预先训练的语言模型中存储的语言领域知识和数据编程框架将代码标签分配给单个文本。我们通过将方法与四个现实世界文本分类数据集中的最先进的弱文本分类器进行比较,除了将ICD代码分配给公开可用的模拟MIMIC-III数据库中的医疗注释外,我们证明了我们的方法的功效和灵活性。
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我们提出了一种新颖的基准和相关的评估指标,用于评估文本匿名方法的性能。文本匿名化定义为编辑文本文档以防止个人信息披露的任务,目前遭受了面向隐私的带注释的文本资源的短缺,因此难以正确评估各种匿名方法提供的隐私保护水平。本文介绍了标签(文本匿名基准),这是一种新的开源注释语料库,以解决此短缺。该语料库包括欧洲人权法院(ECHR)的1,268个英语法院案件,并充满了有关每个文档中出现的个人信息的全面注释,包括其语义类别,标识符类型,机密属性和共同参考关系。与以前的工作相比,TAB语料库旨在超越传统的识别(仅限于检测预定义的语义类别),并且明确标记了这些文本跨越的标记,这些文本应该被掩盖,以掩盖该人的身份受到保护。除了介绍语料库及其注释层外,我们还提出了一套评估指标,这些指标是针对衡量文本匿名性的性能而定制的,无论是在隐私保护和公用事业保护方面。我们通过评估几个基线文本匿名模型的经验性能来说明基准和提议的指标的使用。完整的语料库及其面向隐私的注释准则,评估脚本和基线模型可在以下网址提供:
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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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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。
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Electronic Health Records (EHRs) hold detailed longitudinal information about each patient's health status and general clinical history, a large portion of which is stored within the unstructured text. Temporal modelling of this medical history, which considers the sequence of events, can be used to forecast and simulate future events, estimate risk, suggest alternative diagnoses or forecast complications. While most prediction approaches use mainly structured data or a subset of single-domain forecasts and outcomes, we processed the entire free-text portion of EHRs for longitudinal modelling. We present Foresight, a novel GPT3-based pipeline that uses NER+L tools (i.e. MedCAT) to convert document text into structured, coded concepts, followed by providing probabilistic forecasts for future medical events such as disorders, medications, symptoms and interventions. Since large portions of EHR data are in text form, such an approach benefits from a granular and detailed view of a patient while introducing modest additional noise. On tests in two large UK hospitals (King's College Hospital, South London and Maudsley) and the US MIMIC-III dataset precision@10 of 0.80, 0.81 and 0.91 was achieved for forecasting the next biomedical concept. Foresight was also validated on 34 synthetic patient timelines by 5 clinicians and achieved relevancy of 97% for the top forecasted candidate disorder. Foresight can be easily trained and deployed locally as it only requires free-text data (as a minimum). As a generative model, it can simulate follow-on disorders, medications and interventions for as many steps as required. Foresight is a general-purpose model for biomedical concept modelling that can be used for real-world risk estimation, virtual trials and clinical research to study the progression of diseases, simulate interventions and counterfactuals, and for educational purposes.
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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。
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背景:在信息提取和自然语言处理域中,可访问的数据集对于复制和比较结果至关重要。公开可用的实施和工具可以用作基准,并促进更复杂的应用程序的开发。但是,在临床文本处理的背景下,可访问数据集的数量很少 - 现有工具的数量也很少。主要原因之一是数据的敏感性。对于非英语语言,这个问题更为明显。方法:为了解决这种情况,我们介绍了一个工作台:德国临床文本处理模型的集合。这些模型接受了德国肾脏病报告的识别语料库的培训。结果:提出的模型为内域数据提供了有希望的结果。此外,我们表明我们的模型也可以成功应用于德语的其他生物医学文本。我们的工作台公开可用,因此可以开箱即用,或转移到相关问题上。
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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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医疗编码是一项复杂的任务,需要将超过72,000个ICD代码的子集分配给患者的笔记。对这些任务的现代自然语言处理方法已受到输出空间的输入和大小的长度挑战。我们将模型输入限制在文档中发现的医疗实体周围的一个小窗口中。从这些本地上下文中,我们构建了ICD代码和实体的上下文化表示,并汇总这些表示形式以形成文档级预测。与现有的方法相反,该方法使用使用大小或训练中的代码固定的表示形式,我们通过用本地上下文编码代码描述来表示ICD代码。我们讨论适合在实践中部署编码系统的指标。我们表明,我们的方法优于标准和可部署措施的现有方法,包括在稀有和看不见的代码上的性能。
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由于缺乏标记的数据和高注释成本,需要域专家,生物医学领域中的关系提取具有挑战性。远处的监督通常用于通过将知识图与原始文本配对,以解决带注释数据的稀缺性。这样的管道容易出现噪声,并且为涵盖大量生物医学概念的规模增加了挑战。我们研究了现有的远覆盖范围远处监督的生物医学关系提取基准,发现培训和测试关系之间的重叠范围从26%到86%。此外,我们注意到这些基准的数据构建过程中的几个不一致,并且在没有火车测试泄漏的情况下,重点是较窄的实体类型之间的相互作用。这项工作提出了更准确的基准MEDDISTANT19,用于远距离覆盖的远距离监督的生物医学关系提取,以解决这些缺点,并通过将MEDLINE摘要与广泛使用的Snomed Snomed临床术语进行对齐。缺乏针对领域特异性语言模型的彻底评估,我们还进行了实验,以验证一般领域关系提取结果与生物医学关系提取。
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使用自然语言处理方法自动汇总患者的主要进度注释中的主要问题,有助于与医院环境中的信息和认知超负荷作斗争,并可能为提供者提供计算机化的诊断决策支持。问题列表摘要需要一个模型来理解,抽象和生成临床文档。在这项工作中,我们提出了一项新的NLP任务,旨在在住院期间使用提供者进度注释的意见来在患者的日常护理计划中生成一系列问题。我们研究了两个最先进的SEQ2SEQ变压器体系结构T5和Bart的性能,以解决此问题。我们提供了一个基于公开可用的电子健康记录进度注释MART MART(MIMIC)-III中的公开电子健康记录进度注释的语料库。 T5和BART对通用域文本进行了培训,我们尝试了数据增强方法和域适应性预训练方法,以增加医学词汇和知识的接触。评估方法包括胭脂,Bertscore,嵌入句子上的余弦相似性以及对医学概念的F评分。结果表明,与基于规则的系统和通用域预训练的语言模型相比,具有领域自适应预训练的T5可实现显着的性能增长,这表明可以解决问题摘要任务的有希望的方向。
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非结构化的文本中存在大量的位置信息,例如社交媒体帖子,新闻报道,科学文章,网页,旅行博客和历史档案。地理学是指识别文本中的位置参考并识别其地理空间表示的过程。虽然地理标准可以使许多领域受益,但仍缺少特定应用程序的摘要。此外,缺乏对位置参考识别方法的现有方法的全面审查和比较,这是地理验证的第一个和核心步骤。为了填补这些研究空白,这篇综述首先总结了七个典型的地理应用程序域:地理信息检索,灾难管理,疾病监视,交通管理,空间人文,旅游管理和犯罪管理。然后,我们通过将这些方法分类为四个组,以基于规则的基于规则,基于统计学学习的基于统计学学习和混合方法将这些方法分类为四个组,从而回顾了现有的方法参考识别方法。接下来,我们彻底评估了27种最广泛使用的方法的正确性和计算效率,该方法基于26个公共数据集,其中包含不同类型的文本(例如,社交媒体帖子和新闻报道),包含39,736个位置参考。这项彻底评估的结果可以帮助未来的方法论发展以获取位置参考识别,并可以根据应用需求指导选择适当方法的选择。
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虽然我们注意临床自然语言处理(NLP)的最新进展,但我们可以注意到临床和翻译研究界的一些抵抗,因为透明度,可解释性和可用性有限,采用NLP模型。在这项研究中,我们提出了一种开放的自然语言处理开发框架。我们通过实施NLP算法为国家Covid队列协作(N3C)进行了评估。基于Covid-19相关临床笔记的信息提取的利益,我们的工作包括1)使用Covid-19标志和症状作为用例的开放数据注释过程,2)一个社区驱动的规则集合平台,3)合成文本数据生成工作流程,用于生成信息提取任务的文本而不涉及人为受试者。 Corpora来自来自三个不同机构的文本(Mayo Clinic,肯塔基州大学,明尼苏达大学)。用单个机构(Mayo)规则集进行了金标准注释。这导致了0.876,0.706和0.694的F-Scors分别用于Mayo,Minnesota和肯塔基测试数据集。作为N3C NLP子群体的联盟努力的研究表明,创建联邦NLP算法开发和基准测试平台的可行性,以增强多机构临床NLP研究和采用。虽然我们在这项工作中使用Covid-19作为用例,但我们的框架足以适用于临床NLP的其他兴趣领域。
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生物医学文献中的自动关系提取(RE)对于研究和现实世界中的许多下游文本挖掘应用至关重要。但是,用于生物医学的大多数现有基准测试数据集仅关注句子级别的单一类型(例如蛋白质 - 蛋白质相互作用)的关系,从而极大地限制了生物医学中RE系统的开发。在这项工作中,我们首先审查了常用的名称实体识别(NER)和RE数据集。然后,我们提出了Biored,这是一种具有多种实体类型(例如,基因/蛋白质,疾病,化学)和关系对(例如,基因 - 疾病;化学化学化学化学)的首个生物医学RE语料库,在文档水平上,在一组600个PubMed摘要中。此外,我们将每个关系标记为描述一种新颖的发现或先前已知的背景知识,使自动化算法能够区分新颖和背景信息。我们通过基准在NER和RE任务上对几种现有的最新方法(包括基于BERT的模型)进行基准测试来评估Biored的实用性。我们的结果表明,尽管现有方法可以在NER任务上达到高性能(F-评分为89.3%),但重新任务的改进空间很大,尤其是在提取新颖的关系时(F-评分为47.7%)。我们的实验还表明,如此丰富的数据集可以成功地促进生物医学更准确,高效和健壮的RE系统的开发。 Biored数据集和注释指南可在https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/pub/lu/biored/中免费获得。
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