論文の概要: Label Dependent Attention Model for Disease Risk Prediction Using
Multimodal Electronic Health Records
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.06779v1
- Date: Tue, 18 Jan 2022 07:21:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-01-19 15:58:00.062099
- Title: Label Dependent Attention Model for Disease Risk Prediction Using
Multimodal Electronic Health Records
- Title(参考訳): マルチモーダル電子健康記録を用いた疾病リスク予測のためのラベル依存注意モデル
- Authors: Shuai Niu and Qing Yin and Yunya Song and Yike Guo and Xian Yang
- Abstract要約: 疾病リスク予測は、現代医療の分野で注目を集めている。
リスク予測にAIモデルを適用する上での課題のひとつは、解釈可能な証拠を生成することだ。
単語とラベルを共同で埋め込む手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.854691034104071
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Disease risk prediction has attracted increasing attention in the field of
modern healthcare, especially with the latest advances in artificial
intelligence (AI). Electronic health records (EHRs), which contain
heterogeneous patient information, are widely used in disease risk prediction
tasks. One challenge of applying AI models for risk prediction lies in
generating interpretable evidence to support the prediction results while
retaining the prediction ability. In order to address this problem, we propose
the method of jointly embedding words and labels whereby attention modules
learn the weights of words from medical notes according to their relevance to
the names of risk prediction labels. This approach boosts interpretability by
employing an attention mechanism and including the names of prediction tasks in
the model. However, its application is only limited to the handling of textual
inputs such as medical notes. In this paper, we propose a label dependent
attention model LDAM to 1) improve the interpretability by exploiting
Clinical-BERT (a biomedical language model pre-trained on a large clinical
corpus) to encode biomedically meaningful features and labels jointly; 2)
extend the idea of joint embedding to the processing of time-series data, and
develop a multi-modal learning framework for integrating heterogeneous
information from medical notes and time-series health status indicators. To
demonstrate our method, we apply LDAM to the MIMIC-III dataset to predict
different disease risks. We evaluate our method both quantitatively and
qualitatively. Specifically, the predictive power of LDAM will be shown, and
case studies will be carried out to illustrate its interpretability.
- Abstract(参考訳): 疾病のリスク予測は、現代医療分野、特に人工知能(AI)の最新の進歩に注目が集まっている。
不均一な患者情報を含む電子健康記録(EHR)は、疾患リスク予測タスクに広く利用されている。
リスク予測にAIモデルを適用する上での課題のひとつは、予測能力を維持しながら予測結果をサポートするための解釈可能な証拠を生成することだ。
この問題に対処するため,注意モジュールが医療用ノートから単語の重みを学習し,リスク予測ラベルの名前との関連性に基づき,共同で単語やラベルを埋め込む手法を提案する。
このアプローチは、注意機構を採用し、モデルに予測タスクの名前を含めることで、解釈可能性を高める。
しかし,その応用は医療用ノートなどのテキスト入力の処理に限られる。
本稿では,ラベル依存型注意モデルLDAMを提案する。
1) 臨床用BERT(大規模臨床用コーパスで事前訓練されたバイオメディカル言語モデル)を用いて、生体学的に有意な特徴やラベルを共同で符号化することにより、解釈性を向上させる。
2) 共同埋め込みの考え方を時系列データの処理に拡張し, 医療ノートや時系列健康状態指標から異質な情報を統合するためのマルチモーダル学習フレームワークを開発する。
LDAMをMIMIC-IIIデータセットに適用し,異なる疾患リスクを予測する。
定量的にも定性的にも評価する。
具体的には、LDAMの予測力を示し、その解釈可能性を示すケーススタディを行う。
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