From BERT to generative AI - Comparing encoder-only vs. large language models in a cohort of lung cancer patients for named entity recognition in unstructured medical reports.

從 BERT 到生成式 AI——在肺癌病患族群中,針對非結構化醫療報告進行命名實體辨識時,僅編碼器模型與大型語言模型的比較

<think> 嗯,我需要分析這篇研究的標題和摘要,從六個角度來探討。首先,研究目的與假設。研究主要是在比較encoder-only模型和大型語言模型在臨床實體辨識上的表現,假設可能是想看看哪種模型更適合用在醫學報告上的實體辨識任務。 接下來是方法與設計。研究用了三種NER方法:平坦的、嵌套的和基於指令的LLM。數據來自病理和放射報告,由醫學生標註。這樣的設計看起來合理,但可能存在醫學生標註的準確性問題,或者報告的多樣性不足。 數據解釋與結果方面,encoder模型表現比LLM好,尤其是在F1分數上。LLM精確度高但召回率低,可能是因為它們過於保守。這可能挑戰了LLM在某些任務上優越的假設,至少在這個特定的臨床實體辨識中。 局限性與偏見方面,數據集可能不夠大,尤其是放射報告只有413份,可能影響結果的普適性。另外,標註者都是醫學生,可能不如專家那麼準確,引入偏差。還有,研究只比較了特定的模型,未考慮其他因素。 臨床及未來研究意涵,研究建議使用預訓練的生物醫學encoder模型,這對臨床決策支援系統有幫助。未來可以探討如何改善LLM的召回率,或是結合不同模型的優勢。 其他觀點,可能LLM需要更多的訓練數據或不同的指令來提升表現,或者需要與其他模型結合使用。還有,研究可能忽略了其他因素,如報告的格式差異,或是不同實體類別的難易程度。 </think> ### 1. 研究目的與假設 這項研究主要探討了在未結構化的醫學報告中,使用不同的模型進行臨床實體辨識(Named Entity Recognition, NER)的效果。研究比較了基於編碼器(encoder)的模型和大型語言模型(LLMs)的表現,旨在評估哪種模型更適合用於臨床數據的實體辨識任務。 研究假設可能是:基於編碼器的模型在NER任務上會比LLMs表現更好,尤其是在生物醫學領域的報告中。 ### 2. 方法與設計 研究採用了三種NER方法:(1) 平坦NER,使用基於變壓器的模型;(2) 嵌套NER,採用多任務學習設置;(3) 基於指令的NER,利用LLMs。數據集包括2013份病理報告和413份放射報告,由醫學生進行標註。 這些方法設計合理,因為它們涵蓋了不同的NER策略,並且使用了真實的臨床報告數據。然而,標註報告的醫學生可能不如專家那麼準確,導致標註偏差。此外,報告數量可能不足,尤其是放射報告只有413份,可能影響結果的普適性。 ### 3. 數據解釋與結果 研究結果顯示,基於編碼器的NER模型在F1分數上優於LLMs。例如,平坦NER模型在病理報告上的F1分數為0.87-0.88,而嵌套NER模型略低。相比之下,LLMs在F1分數上只有0.18-0.30,主要是召回率低,儘管精確度高。 這些結果支撐了研究假設,即基於編碼器的模型在臨床NER任務上更優。然而,LLMs的低召回率可能是因為它們過於保守,產生更少但更準確的實體,這可能限制了它們在需要大量實體辨識任務中的應用。 ### 4. 局限性與偏見 研究的局限性包括數據集的大小和多樣性。病理報告數量較多,但放射報告數量較少,可能影響結果的普適性。此外,報告由醫學生標註,可能引入偏差,因為專家和醫學生的標註可能存在差異。 未考慮到的偏見或變量可能包括報告的格式、實體類別的難易程度以及不同模型的訓練策略。例如,LLMs可能受益於額外的訓練數據或不同的指令,從而提高召回率。 ### 5. 臨床及未來研究意涵 研究結果表明,基於編碼器的NER模型,特別是預訓練於生物醫學數據的模型,是臨床實體辨識的最佳選擇。這對於臨床決策支援系統和文檔工作流程有重要意義。 未來研究可以探討如何改善LLMs的召回率,例如通過增加訓練數據或優化指令。另外,研究可以比較不同模型的計算開銷與性能收益,以找到更高效的解決方案。 ### 6. 其他觀點 除了研究提到的模型比較,可能還有其他解釋或觀點。例如,LLMs的性能可能受限於訓練數據的質量或數量,或者它們的生成機制不適合NER任務。此外,研究可能未考慮模型的泛化能力,例如在不同類別的報告或不同的實體類別之間的差異。 未來研究可以探討如何結合基於編碼器的模型和LLMs的優勢,例如使用LLMs進行初步實體生成,再用基於編碼器的模型進行精煉,以提高召回率和精確度。