Semantische Recherche in Medizinischen Freitexten

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1 Semantische Recherche in Medizinischen Freitexten DVMD L.C. Faulstich, F. Müller, A. Sander

2 Übersicht Herausforderung: Retrieval medizinischer Freitexte Lösung: Retrieval mit IE-Tool Projekt: Kooperation ID / Med. Univ. Graz Evaluierung Zusammenfassung Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 1

3 Herausforderung: Retrieval medizinischer Freitexte Ziel: Recherche auf Befunden, Arztbriefen etc. Problem: vielfältige Formulierungsvarianten finden Beispiel: Gastritis Synomyme: Magenschleimhautenzündung Unterbegriffe: akute G~, chronische G~, Refluxgastritis, Ménétrier(-Syndrom)... Akronyme: HP Verkürzungen: chron, chron. Schreibfehler, Zeichensetzung Getrennt- / Zusammenschreibung: Entzündung der Magenschleimhaut Groß-/Kleinschreibung: im = IM = Innenmeniskus? Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 2

4 Lösung: Retrieval mit IE-Tool linguistische Textaufbereitung Verschlagwortung mit Indices der Wingert-Nomenklatur semantische Repräsentation Suche mit Konzepten statt Wörtern Expansion von Anfragen mit Hilfe des ID MACS medical semantic network (MSN) Vorteile der semantischen Recherche: Formulierung von Anfragen ohne Expertenwissen Robustheit bzgl. Schreibfehlern, Formulierungsvarianten größere terminologische Abdeckung durch MSN Ausfiltern negierter Aussagen Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 3

5 Retrieval mit IE-Tool: Aufbereitung von Dokumenten Dokumente ID LOGIK Textaufbereitung geringgradige chronische, inaktive, Dokumente distal betonte pangastritis... Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 4

6 Textaufbereitungs-Pipeline Gliederung Segmentierung Abk.- Exp. Satzsegmentierung Unstrukturierter Text Un- Text Extraktion semant. Indexierung Beziehungen Parsen / Floskeln erkennen Konzeptgraph Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 5

7 Retrieval mit IE-Tool: Nutzung des ID MACS medical semantic network D pathologischer Prozess M Entzündung M entzündliche Krankheiten (des) Magen-Darm-Traktes M0014FC Entzündung der Magenschleimhaut = M0014FC Gastritis M00257C akute Gastritis M chronische Gastritis Suche nach M0014FC Gastritis soll auch M00257C akute Gastritis, M chronische Gastritis und weitere Unterbegriffe finden... Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 6

8 Retrieval mit IE-Tool: Anfragebearbeitung Gastritis? Anfrage IDM0014FC Gastritis LOGIK? Dokumente Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 7

9 Retrieval mit IE-Tool: Anfragebearbeitung Gastritis? Anfrage Dokumente M0014FC Gastritis ID LOGIK? M00257C akute Gastritis? M chronische Gastritis?... Suche mit M001F73 Pangastritis expandierter?... Anfrage M0009CE Ménétrier-Syndrom?... Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 8

10 Retrieval mit IE-Tool: Anfragebearbeitung Gastritis? Anfrage Dokumente M0014FC Gastritis ID LOGIK? M00257C akute Gastritis? M chronische Gastritis?... Suche mit M001F73 Pangastritis expandierter?... Anfrage M0009CE Ménétrier-Syndrom? Ergebnisse... Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 9

11 Retrieval mit IE-Tool: Anfragebearbeitung Gastritis? Anfrage IDM0014FC Gastritis LOGIK? Suche mit expandierter Anfrage Dokumente Ergebnisse Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 10

12 Retrieval mit IE-Tool: Anfragebearbeitung Gastritis? geringgradige chronische, inaktive, distal betonte pangastritis... Anfrage IDM0014FC Gastritis LOGIK? Anzeige Suche mit expandierter Anfrage Dokumente Semantische Repräsentation Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 11

13 Projekt: Kooperation ID / Med. Univ. Graz Kooperation im Bereich Evaluierung von semantischer Informationsextraktion in Medizinischen Informationssystemen Zusammenarbeit auf informeller Basis seit 2006 Evaluierung des IE-Tools anhand anonymisierter Befundtexte Entwicklung einer weitgehend automatisierten Evaluierungsumgebung Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 12

14 Evaluierung: Methode (1) Beispiel: Pathologiebefunde Referenzdaten: ca Klassifikation durch zwei (ggf. drei) unabhängige Fachleute hinsichtlich: Neoplasie (Dignität, Morphologie, Topographie, Sicherheit) Entzündung (Topographie, Sicherheit) Trennung von Trainings- und Testdaten Vergleiche mit naiver Stichwortsuche (rein textuelle Suche) und Expertenabfragen (DB-Expertin entwickelt iterativ komplexe SQL-Abfragen für wissenschaftliche Fragestellungen) Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 13

15 Evaluierung: Methode (2) Beispiel einer Expertenanfrage: Neubildung im Darm (%darm%; %colon%; %kolon%; %re_t%; %sigm%; %duoden%; %jejun%; %hemi_olektomie%; %ileum%; %ileo%; %appendix%; %coe_um%; %zoe_um%), (%Karzinom%; %Adenom%; %Kar_inoid%; %Lymphom%; %NHL%; %Sar_om%; %Myom%; %Neurom%), (%Tumor%,%neuroendokrin%); (%intraepithel%,%neoplasie%) hoher Aufwand aufgrund iterativer Entwicklung Kenntnisse der Textsorte notwendig Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 14

16 Evaluierung: Evaluierungsumgebung Aus: Faulstich LC, Müller F, Sander A, Kreuzthaler M, Kaiser S, Errath M, Anwendung und Evaluierung semantischer Retrievaltechnologien auf medizinische Befundtexte. ehealth2009 und ehealth Benchmarking 2009 Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 15

17 Evaluierung: Ergebnisse Leistungsfähigkeit der semantischen Recherche erreicht teilweise manuell optimierte Anfragen bei komplexen Anfragen deutlich bessere Ausbeute (Recall) als einfache Stichwortsuche Effektives Ausfiltern negierter Aussagen Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 16

18 Evaluierung: Offene Probleme Prä- /postkoordinierte Repräsentationen: Suche nach Cholangitis soll auch Entzündung + Gallengang finden. Einbeziehung definitorischer Informationen aus dem MSN unterschiedliche Konzeptualisierungen Nutzer / MSN: Suche nach Adenokarzinom+Colon soll auch Adenokarzinom+Dickdarm finden (obwohl unspezifischer). Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 17

19 Zusammenfassung Naive Volltextrecherche in medizinischen Texten scheitert an hoher linguistischer Variabilität Semantische Recherche mit dem IE Tool findet diverse Variationen des Suchbegriffs findet Unterbegriffe unterdrückt negierte Vorkommen liefert vielversprechende Ergebnisse im Vergleich zu Expertenanfragen Semantische Recherche in medizinischen Freitexten DVMD 2009 Folie 18

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!