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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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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自动问题应答（QA）系统的目的是以时间有效的方式向用户查询提供答案。通常在数据库（或知识库）或通常被称为语料库的文件集合中找到答案。在过去的几十年里，收购知识的扩散，因此生物医学领域的新科学文章一直是指数增长。因此，即使对于领域专家，也难以跟踪域中的所有信息。随着商业搜索引擎的改进，用户可以在某些情况下键入其查询并获得最相关的一小组文档，以及在某些情况下从文档中的相关片段。但是，手动查找所需信息或答案可能仍然令人疑惑和耗时。这需要开发高效的QA系统，该系统旨在为用户提供精确和精确的答案提供了生物医学领域的自然语言问题。在本文中，我们介绍了用于开发普通域QA系统的基本方法，然后彻底调查生物医学QA系统的不同方面，包括使用结构化数据库和文本集合的基准数据集和几种提出的方法。我们还探讨了当前系统的局限性，并探索潜在的途径以获得进一步的进步。
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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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作为人类认知的重要组成部分，造成效果关系频繁出现在文本中，从文本策划原因关系有助于建立预测任务的因果网络。现有的因果关系提取技术包括基于知识的，统计机器学习（ML）和基于深度学习的方法。每种方法都具有其优点和缺点。例如，基于知识的方法是可以理解的，但需要广泛的手动域知识并具有较差的跨域适用性。由于自然语言处理（NLP）工具包，统计机器学习方法更加自动化。但是，功能工程是劳动密集型的，工具包可能导致错误传播。在过去的几年里，由于其强大的代表学习能力和计算资源的快速增加，深入学习技术吸引了NLP研究人员的大量关注。它们的局限包括高计算成本和缺乏足够的注释培训数据。在本文中，我们对因果关系提取进行了综合调查。我们最初介绍了因果关系提取中存在的主要形式：显式的内部管制因果关系，隐含因果关系和间情态因果关系。接下来，我们列出了代理关系提取的基准数据集和建模评估方法。然后，我们介绍了三种技术的结构化概述了与他们的代表系统。最后，我们突出了潜在的方向存在现有的开放挑战。
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药物发现和发展是一个复杂和昂贵的过程。正在研究机器学习方法，以帮助提高药物发现管道多个阶段的有效性和速度。其中，使用知识图表（kg）的那些在许多任务中具有承诺，包括药物修复，药物毒性预测和靶基因疾病优先级。在药物发现kg中，包括基因，疾病和药物在内的关键因素被认为是实体，而它们之间的关系表示相互作用。但是，为了构建高质量的KG，需要合适的数据。在这篇综述中，我们详细介绍了适用于构建聚焦KGS的药物发现的公开使用来源。我们的目标是帮助引导机器学习和kg从业者对吸毒者发现领域应用新技术，但是谁可能不熟悉相关的数据来源。通过严格的标准选择数据集，根据包含内部包含的主要信息类型，并基于可以提取的信息来进行分类以构建kg。然后，我们对现有的公共药物发现KGS进行了比较分析，并评估了文献中所选择的激励案例研究。此外，我们还提出了众多和与域及其数据集相关的众多挑战和问题，同时突出了关键的未来研究方向。我们希望本综述将激励KGS在药物发现领域的关键和新兴问题中使用。
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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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由于对高效有效的大数据分析解决方案的需求，医疗保健行业中数据分析的合并已取得了重大进展。知识图（KGS）已在该领域证明了效用，并且植根于许多医疗保健应用程序，以提供更好的数据表示和知识推断。但是，由于缺乏代表性的kg施工分类法，该指定领域中的几种现有方法不足和劣等。本文是第一个提供综合分类法和鸟类对医疗kg建筑的眼光的看法。此外，还对与各种医疗保健背景相关的学术工作中最新的技术进行了彻底的检查。这些技术是根据用于知识提取的方法，知识库和来源的类型以及合并评估协议的方法进行了严格评估的。最后，报道和讨论了文献中的一些研究发现和现有问题，为这个充满活力的地区开放了未来研究的视野。
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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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2022-02-04
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。
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随着信息技术的快速发展，在线平台已经产生了巨大的文本资源。作为一种特定形式的信息提取（即），事件提取（EE）由于其自动从人类语言提取事件的能力而增加了普及。但是，事件提取有限的文献调查。现有审查工作要么花费很多努力，用于描述各种方法的细节或专注于特定领域。本研究提供了全面概述了最先进的事件提取方法及其从文本的应用程序，包括闭域和开放式事件提取。这项调查的特点是它提供了适度复杂性的概要，避免涉及特定方法的太多细节。本研究侧重于讨论代表作品的常见角色，应用领域，优势和缺点，忽略各个方法的特殊性。最后，我们总结了常见问题，当前解决方案和未来的研究方向。我们希望这项工作能够帮助研究人员和从业者获得最近的事件提取的快速概述。
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在Bircocrive VII的Track-1中，要求参与者识别药物/化学品和蛋白质之间的相互作用。提供每个药物/化学和蛋白质的内部名称实体注释，必须自动预测14个不同的相互作用中的一种。对于此关系提取任务，我们尝试两种基于BERT的句子分类方法，以及使用T5模型的更新文本到文本方法。我们发现基于BERT的模型一般表现更好，我们的生物综太基模型实现了所有指标的最高分，实现了0.74 F1得分。虽然我们的小说T5文本到文本方法没有表现出基于BERT的大多数模型，但它表现出在类似数据上培训的那些，呈现出有希望的结果，实现0.65 F1得分。我们认为，与关系提取的文本文本方法有一些竞争优势，并且有很多研究进步的空间。
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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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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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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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命名实体识别（ner）是从文本中提取特定类型的命名实体的任务。当前的NER模型往往依赖于人类注释的数据集，要求在目标领域和实体上广泛参与专业知识。这项工作介绍了一个询问生成的方法，它通过询问反映实体类型的需求的简单自然语言问题来自动生成NER数据集（例如，哪种疾病？）到开放式域问题应答系统。不使用任何域中资源（即，培训句子，标签或域名词典），我们的模型在我们生成的数据集上仅培训了，这在很大程度上超过了四个不同域的六个基准测试的弱势监督模型。令人惊讶的是，在NCBI疾病中，我们的模型达到75.5 F1得分，甚至优于以前的最佳弱监督模型4.1 F1得分，它利用域专家提供的丰富的域名词典。制定具有自然语言的NER的需求，也允许我们为诸如奖项等细粒度实体类型构建NER模型，其中我们的模型甚至优于完全监督模型。在三个少量的NER基准测试中，我们的模型实现了新的最先进的性能。
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Wikidata是一个经常更新，社区驱动和多语言知识图形。因此，Wikidata是实体联系的一个有吸引力的基础，这是最近发表论文的增加显而易见的。该调查侧重于四个主题：（1）存在哪些Wikidata实体链接数据集，它们是多么广泛使用，它们是如何构建的？ （2）对实体联系数据集的设计进行Wikidata的特点，如果是的话，怎么样？ （3）当前实体链接方法如何利用Wikidata的特定特征？ （4）现有实体链接方法未开发哪种Wikidata特征？本次调查显示，当前的Wikidata特定实体链接数据集在其他知识图表中的方案中的注释方案中没有不同。因此，没有提升多语言和时间依赖数据集的可能性，是自然适合维基帽的数据集。此外，我们表明大多数实体链接方法使用Wikidata以与任何其他知识图相同的方式，因为任何其他知识图都缺少了利用Wikidata特定特征来提高质量的机会。几乎所有方法都使用标签等特定属性，有时是描述，而是忽略超关系结构等特征。因此，例如，通过包括超关系图嵌入或类型信息，仍有改进的余地。许多方法还包括来自维基百科的信息，这些信息很容易与Wikidata组合并提供有价值的文本信息，Wikidata缺乏。
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我们提出了一个新的框架，在增强的自然语言（TANL）之间的翻译，解决了许多结构化预测语言任务，包括联合实体和关系提取，嵌套命名实体识别，关系分类，语义角色标记，事件提取，COREREFED分辨率和对话状态追踪。通过培训特定于特定于任务的鉴别分类器来说，我们将其作为一种在增强的自然语言之间的翻译任务，而不是通过培训问题，而不是解决问题，而是可以轻松提取任务相关信息。我们的方法可以匹配或优于所有任务的特定于任务特定模型，特别是在联合实体和关系提取（Conll04，Ade，NYT和ACE2005数据集）上实现了新的最先进的结果，与关系分类（偶尔和默示）和语义角色标签（Conll-2005和Conll-2012）。我们在使用相同的架构和超参数的同时为所有任务使用相同的架构和超级参数，甚至在培训单个模型时同时解决所有任务（多任务学习）。最后，我们表明，由于更好地利用标签语义，我们的框架也可以显着提高低资源制度的性能。
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过去十年互联网上可用的信息和信息量增加。该数字化导致自动应答系统需要从冗余和过渡知识源中提取富有成效的信息。这些系统旨在利用自然语言理解（NLU）从此巨型知识源到用户查询中最突出的答案，从而取决于问题答案（QA）字段。问题答案涉及但不限于用户问题映射的步骤，以获取相关查询，检索相关信息，从检索到的信息等找到最佳合适的答案等。当前对深度学习模型的当前改进估计所有这些任务的令人信服的性能改进。在本综述工作中，根据问题的类型，答案类型，证据答案来源和建模方法进行分析QA场的研究方向。此细节随后是自动问题生成，相似性检测和语言的低资源可用性等领域的开放挑战。最后，提出了对可用数据集和评估措施的调查。
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关系提取（RE）是自然语言处理的基本任务。RE试图通过识别文本中的实体对之间的关系信息来将原始的，非结构化的文本转变为结构化知识。RE有许多用途，例如知识图完成，文本摘要，提问和搜索查询。RE方法的历史可以分为四个阶段：基于模式的RE，基于统计的RE，基于神经的RE和大型语言模型的RE。这项调查始于对RE的早期阶段的一些示例性作品的概述，突出了局限性和缺点，以使进度相关。接下来，我们回顾流行的基准测试，并严格检查用于评估RE性能的指标。然后，我们讨论遥远的监督，这是塑造现代RE方法发展的范式。最后，我们回顾了重点是降级和培训方法的最新工作。
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