論文の概要: Text-Attributed Knowledge Graph Enrichment with Large Language Models for Medical Concept Representation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13331v1
- Date: Tue, 14 Apr 2026 22:29:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.320367
- Title: Text-Attributed Knowledge Graph Enrichment with Large Language Models for Medical Concept Representation
- Title(参考訳): 医学概念表現のための大規模言語モデルを用いたテキスト型知識グラフの充実
- Authors: Mohsen Nayebi Kerdabadi, Arya Hadizadeh Moghaddam, Chen Chen, Dongjie Wang, Zijun Yao,
- Abstract要約: 医療概念表現のための LLM を利用したグラフ学習フレームワークである CoMed を提案する。
CoMedはまず、EHRから抽出された統計的に信頼性の高い関連と、型制約のLLMを組み合わせることで、医療コードに対するグローバルな知識グラフ(KG)を構築する。
次に LLM を利用して、ノード記述とエッジ論理を生成することで、KG をテキスト対応グラフに拡張する。
最後に、CoMedはLoRAで調整されたLLaMAテキストエンコーダとヘテロジニアスGNNを併用して、テキストセマンティクスとグラフ構造を統一された概念埋め込みに融合させる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.711294299248024
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In electronic health record (EHR) mining, learning high-quality representations of medical concepts (e.g., standardized diagnosis, medication, and procedure codes) is fundamental for downstream clinical prediction. However, robust concept representation learning is hindered by two key challenges: (i) clinically important cross-type dependencies (e.g., diagnosis-medication and medication-procedure relations) are often missing or incomplete in existing ontology resources, limiting the ability to model complex EHR patterns; and (ii) rich clinical semantics are often missing from structured resources, and even when available as text, are difficult to integrate with KG structure for representation learning. To address these challenges, we present CoMed, an LLM-empowered graph learning framework for medical concept representation. CoMed first builds a global knowledge graph (KG) over medical codes by combining statistically reliable associations mined from EHRs with type-constrained LLM prompting to infer semantic relations. It then utilizes LLMs to enrich the KG into a text-attributed graph by generating node descriptions and edge rationales, providing semantic signals for both concepts and their relationships. Finally, CoMed jointly trains a LoRA-tuned LLaMA text encoder with a heterogeneous GNN, fusing text semantics and graph structure into unified concept embeddings. Extensive experiments on MIMIC-III and MIMIC-IV show that CoMed consistently improves prediction performance and serves as an effective plug-in concept encoder for standard EHR pipelines.
- Abstract(参考訳): 電子健康記録(EHR)マイニングでは、医療概念の高品質な表現(例えば、標準化された診断、医薬品、手順コード)を学習することが、下流の臨床予測に欠かせない。
しかし、堅牢な概念表現学習は2つの主要な課題によって妨げられている。
(i)臨床上重要なクロスタイプ依存関係(例えば、診断・治療・医薬品・調達関係)は、しばしば既存のオントロジー資源に欠落または不完全であり、複雑なERHパターンをモデル化する能力を制限する。
(II) リッチな臨床的意味論は構造化資源から欠落することが多く, テキストとして利用できる場合でも, 表現学習のためにKG構造と統合することが困難である。
これらの課題に対処するため,医学概念表現のためのLLMを利用したグラフ学習フレームワークであるCoMedを提案する。
CoMedはまず、EHRから抽出された統計的に信頼性の高い関連と、型制約のLLMを組み合わせることで、意味的関係を推測することで、医療コードに対するグローバルな知識グラフ(KG)を構築する。
次にLLMを利用して、ノード記述とエッジ論理を生成することで、KGをテキスト対応グラフに統合し、概念とそれらの関係の両方に意味的な信号を提供する。
最後に、CoMedはLoRAで調整されたLLaMAテキストエンコーダとヘテロジニアスGNNを併用して、テキストセマンティクスとグラフ構造を統一された概念埋め込みに融合させる。
MIMIC-IIIとMIMIC-IVの大規模な実験により、CoMedは予測性能を一貫して改善し、標準EHRパイプラインの効果的なプラグイン概念エンコーダとして機能することが示された。
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