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La nécessité des modèles de langage clinique dans la santé

Les modèles linguistiques cliniques sont meilleurs que les modèles généraux pour analyser les textes médicaux.

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Les modèles de langage sont des programmes informatiques qui comprennent et génèrent des langages humains. Dans le domaine de la santé, ces modèles peuvent aider à traiter et analyser des Textes médicaux. Il existe des modèles de langage généraux formés sur une large gamme de textes provenant d'internet, mais la santé a son propre langage spécifique. Cela mène à la question : a-t-on encore besoin de modèles de langage spécialisés pour les textes cliniques, ou les modèles généraux peuvent-ils faire le job ?

C'est quoi les Modèles de langage clinique ?

Les modèles de langage clinique sont conçus spécifiquement pour comprendre les textes médicaux. Ils sont formés sur des documents comme les dossiers des patients, les notes des médecins, et d'autres matériaux liés à la santé. Cette formation les aide à saisir le vocabulaire et le contexte uniques utilisés dans les milieux médicaux.

Les modèles de langage généraux ne sont pas spécifiquement destinés à la santé. Ils apprennent à partir de sources diverses comme des livres, des articles et des sites web. Cela signifie qu'ils ont une connaissance large mais peuvent avoir du mal avec des termes médicaux spécialisés ou des formats.

Importance des modèles de langage clinique

Les textes médicaux contiennent souvent un langage complexe qui est différent de la parole quotidienne. Par exemple, les notes cliniques peuvent inclure de nombreuses abréviations, des formats mélangés, et du jargon qui peuvent être confus pour les modèles généraux. Les modèles cliniques spécialisés sont donc mieux équipés pour gérer cette complexité.

Ils peuvent analyser les historiques des patients, extraire des informations vitales, et même aider à la prise de décisions médicales. Leur capacité à comprendre le contexte les rend précieux pour des tâches comme la recherche sémantique, répondre à des questions et résumer les interactions avec les patients.

L'essor des modèles de langage général

Récemment, les grands modèles de langage (LLMs) ont fait la une pour leurs performances impressionnantes dans diverses tâches. Des modèles comme GPT-3 ont montré qu'ils pouvaient générer du texte ressemblant à celui des humains et comprendre différents sujets. Certaines études suggèrent que ces modèles contiennent une quantité surprenante de connaissances médicales, ce qui suscite un débat sur leur efficacité dans les milieux cliniques.

Bien que les LLMs puissent bien performer dans de nombreux domaines, leur formation n'est pas axée sur des textes médicaux spécifiques. Cela soulève des questions sur leur capacité à égaler les performances des modèles spécialisés dans le domaine de la santé.

Comparaison entre modèles spécialisés et modèles généraux

Pour répondre à la question de la nécessité de modèles spécialisés, des chercheurs ont testé plusieurs modèles de langage, à la fois spécialisés et généraux, sur différentes Tâches cliniques. Ils ont soigneusement examiné comment ces modèles se sont comportés sur des tâches nécessitant une compréhension approfondie des textes médicaux.

Tâches testées

Plusieurs tâches cliniques ont été utilisées pour évaluer la performance des modèles :

  1. MedNLI : Cette tâche consiste à comprendre si une phrase suit logiquement une autre dans le contexte de notes médicales. Elle teste la capacité du modèle à inférer des relations entre les déclarations.

  2. RadQA : Cette tâche de question-réponse nécessite que les modèles tirent des réponses des rapports de radiologie. Elle évalue leur capacité à extraire des informations spécifiques de manière efficace.

  3. CLIP : Cette tâche implique d'identifier des éléments clés dans des résumés de sortie. L'objectif était de classer les phrases en fonction des instructions de suivi ou des actions pertinentes.

Résultats de la comparaison

Grâce à des tests approfondis, les chercheurs ont découvert que les modèles cliniques spécialisés surpassaient nettement les modèles de langage généraux. Même lorsque les modèles spécialisés étaient plus petits et utilisaient moins de ressources, ils excellaient dans la compréhension du langage médical complexe et des tâches associées.

Les modèles spécialisés étaient meilleurs pour analyser les termes cliniques et reconnaître des informations médicales nuancées. En revanche, les modèles généraux montraient un succès limité et avaient souvent du mal avec des tâches cliniques spécifiques.

La valeur des modèles spécialisés

Les résultats soulignent la nécessité de modèles de langage spécialisés dans le domaine de la santé. Ils ne sont pas juste légèrement meilleurs ; ils sont essentiels pour le traitement précis des textes cliniques. Les différences dans la compréhension du contexte, la gestion du jargon et l'extraction des données pertinentes sont cruciales dans des milieux médicaux où des vies dépendent d'informations précises.

Rentabilité

Construire et former des modèles spécialisés peut sembler coûteux au début. Cependant, leur efficacité fait gagner du temps et des ressources sur le long terme. Les systèmes de santé peuvent mieux s'organiser avec ces modèles, car ils nécessitent moins de puissance informatique par rapport aux plus gros modèles généraux tout en fournissant une grande précision.

Directions futures pour les modèles de langage clinique

À mesure que la technologie évolue, le domaine de la modélisation linguistique clinique aussi. Les chercheurs visent à améliorer l'efficacité et la précision des modèles spécialisés. Cela implique de peaufiner les processus de formation, de réduire les biais, et de s'assurer que les modèles respectent la vie privée des patients en ne divulguant pas d'informations sensibles.

Combiner les forces

Un domaine d'intérêt est de trouver des moyens de combiner les forces des modèles généraux et spécialisés. Tandis que les modèles spécialisés excellent dans les tâches cliniques, les modèles généraux pourraient fournir une connaissance générale et aider avec des conditions rares ou des questions en dehors des scénarios typiques.

Trouver un équilibre entre ces deux types de modèles pourrait encore améliorer les performances dans des milieux cliniques, permettant une meilleure prise en charge des patients et une prise de décision améliorée.

Conclusion

Comme exploré dans cet article, les modèles de langage clinique spécialisés jouent un rôle crucial dans l'industrie de la santé. Leur capacité à naviguer dans les complexités du langage médical les rend indispensables pour des tâches liées aux dossiers de santé électroniques et à l'analyse des données des patients.

Avec la recherche continue et les avancées, l'avenir de la modélisation linguistique clinique semble prometteur, offrant des perspectives pour de meilleurs résultats en matière de santé grâce à la technologie. La collaboration entre modèles spécialisés et généraux pourrait ouvrir la voie à des applications médicales plus efficaces et précises, profitant finalement aux professionnels de la santé et aux patients.

Source originale

Titre: Do We Still Need Clinical Language Models?

Résumé: Although recent advances in scaling large language models (LLMs) have resulted in improvements on many NLP tasks, it remains unclear whether these models trained primarily with general web text are the right tool in highly specialized, safety critical domains such as clinical text. Recent results have suggested that LLMs encode a surprising amount of medical knowledge. This raises an important question regarding the utility of smaller domain-specific language models. With the success of general-domain LLMs, is there still a need for specialized clinical models? To investigate this question, we conduct an extensive empirical analysis of 12 language models, ranging from 220M to 175B parameters, measuring their performance on 3 different clinical tasks that test their ability to parse and reason over electronic health records. As part of our experiments, we train T5-Base and T5-Large models from scratch on clinical notes from MIMIC III and IV to directly investigate the efficiency of clinical tokens. We show that relatively small specialized clinical models substantially outperform all in-context learning approaches, even when finetuned on limited annotated data. Further, we find that pretraining on clinical tokens allows for smaller, more parameter-efficient models that either match or outperform much larger language models trained on general text. We release the code and the models used under the PhysioNet Credentialed Health Data license and data use agreement.

Auteurs: Eric Lehman, Evan Hernandez, Diwakar Mahajan, Jonas Wulff, Micah J. Smith, Zachary Ziegler, Daniel Nadler, Peter Szolovits, Alistair Johnson, Emily Alsentzer

Dernière mise à jour: 2023-02-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.08091

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.08091

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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