Anonymization of Portuguese Clinical Notes Using Large Language Models and Quantum-Enhanced Hybrid Architectures: Comparative Evaluation Study.
پخش حرفهای فارسی و انگلیسی
در حال بررسی نسخههای صوتی ذخیرهشده…
تنظیم صدای طبیعی و سرعت
صداهایی که در نامشان «Natural»، «Neural» یا «Online» دیده میشود معمولاً طبیعیترند. انتخاب صدا به صداهای نصبشده در ویندوز و مرورگر شما بستگی دارد.
چکیده اصلی
BACKGROUND: The widespread adoption of electronic health records (EHRs) has generated large-scale repositories of highly sensitive clinical information, emphasizing the need for robust anonymization strategies to enable secondary use for research while safeguarding patient privacy. Conventional rule-based and machine learning approaches for deidentifying medical text face limitations with the linguistic complexity, variability, and context dependence inherent to clinical documentation. Recent advances in large language models (LLMs), combined with emerging quantum computing paradigms, present novel opportunities to enhance the accuracy, scalability, and resilience of health care data anonymization. OBJECTIVE: This study aims to evaluate the efficacy of LLM-based and quantum-enhanced hybrid architectures for medical text anonymization, assessing the effectiveness and computational efficiency across multiple entity types in Portuguese clinical notes. METHODS: We constructed a gold-standard corpus of 1000 Portuguese outpatient clinical notes, manually annotated by 5 trained researchers for 5 protected-entity categories: patient names, dates, identifiers, organizations, and geographic locations. Four anonymization strategies were evaluated: 2 stand-alone LLMs (Llama-3.1-8B-instruct and Llama-3.3-70B-instruct) and 2 quantum-enhanced hybrid models (Dynex-QML with 8B and 70B base models) incorporating quantum optimization via Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) formulations. The quantum-enhanced approach transforms the final attention layer of the LLM into a global constraint satisfaction problem solved via neuromorphic quantum annealing. Model performance was measured on a held-out test set of 500 notes using precision, recall, and F1-score metrics. Computational efficiency was quantified through end-to-end processing time. RESULTS: The quantum-enhanced Dynex-QML-70B model achieved the highest overall performance with a macro-F1-score of 0.855 (95% CI 0.823-0.880), outperforming the stand-alone Llama-3.3-70B (0.726, 95% CI 0.704-0.747), Dynex-QML-8B (0.733, 95% CI 0.709-0.756), and Llama-3.1-8B (0.602, 95% CI 0.588-0.615). Compared with Llama 3.3 70B, Dynex-QML (Llama 70B) improved macro-F1-score by 0.128 (95% CI 0.091-0.163; empirical 2-sided bootstrap P<.001). Most entity-level within-size comparisons favored the Dynex-QML models and were statistically significant, although the ORGANIZATION comparison between Dynex-QML (Llama 8B) and Llama 3.1 8B was not significant. For total elapsed time, Dynex-QML (Llama 70B) was faster than stand-alone Llama 3.3 70B (7.97, 95% CI 7.72-8.21 seconds per note vs 8.52, 95% CI 8.23-8.81 seconds per note). In a paired note-level bootstrap comparison, this corresponded to a mean reduction of 0.55 (SD 2.36; 95% CI -0.75 to -0.34 seconds per note; P<.001). CONCLUSIONS: Quantum-enhanced hybrid architectures provide substantial improvements in medical text anonymization accuracy compared to stand-alone LLMs, particularly reductions in false-positive rates while preserving high sensitivity. The Dynex-QML-70B model achieved the best balance between performance and efficiency, suggesting that quantum-enhanced optimization offers a strategy for high-fidelity, scalable, and regulation-compliant deidentification of clinical text. These findings highlight the potential of emerging quantum-AI paradigms to advance the secondary secure use of health care data.
نتیجه فارسی
این مطالعه به مقایسه چهار استراتژی استانجامنامهسازی در یادداشتهای بالینی پرتغالی پرداخته است. دو مدل زبانی بزرگ مستقل (Llama) و دو مدل هیبریدی تقویتشده با کوانتوم (Dynex-QML) ارزیابی شدند. مدل Dynex-QML-70B بالاترین عملکرد کلی را با نمره F1-مجموعی 0.855 نشان داد و نسبت به مدلهای Llama-3.3-70B و Llama-3.1-8B عملکرد بهتری داشت. همچنین، مدل Dynex-QML-70B زمان پردازش را نسبت به مدل Llama-3.3-70B کاهش داد.
- ارزیابی چهار مدل استانجامنامهسازی در یادداشتهای بالینی پرتغالی.
- مدل Dynex-QML-70B بالاترین نمره F1-مجموعی (0.855) را کسب کرد.
- مدل Dynex-QML-70B نسبت به مدل Llama-3.3-70B زمان پردازش را کاهش داد.
- معماریهای تقویتشده با کوانتوم بهبود دقت در استانجامنامهسازی متن پزشکی را نشان دادند.
ترجمه فارسی چکیده
پذیرش گسترده سوابق الکترونیک سلامت (EHR) مخازن بزرگی از اطلاعات بالینی حساس ایجاد کرده است که نیاز به استراتژیهای قوی برای استانجامنامهسازی را برای استفاده ثانویه تحقیقاتی، در حالی که حفظ حریم خصوصی بیمار، برجسته میکند. رویکردهای سنتی مبتنی بر قوانین و یادگیری ماشین برای حذف هویت متن پزشکی با پیچیدگیهای زبانی، متغیر بودن و وابستگی به زمینه در مستندات بالینی محدودیتهایی را تجربه میکنند. پیشرفتهای اخیر در مدلهای زبانی بزرگ (LLM)، همراه با پارادایمهای در حال ظهور محاسبات کوانتومی، فرصتهای جدیدی برای ارتقای دقت، مقیاسپذیری و تابآوری استانجامنامهسازی دادههای سلامت ارائه میدهند. این مطالعه به ارزیابی اثربخشی معماریهای مبتنی بر LLM و تقویتشده با کوانتوم برای استانجامنامهسازی متن پزشکی، در دستههای مختلف موجودیتها در یادداشتهای بالینی پرتغالی میپردازد.
روش پژوهش
مطالعه شامل ۱۰۰۰ یادداشت بالینی پرتغالی (۵۰۰ یادداشت تست) بود. مدلها با استفاده از معیارهای دقت،recall و نمره F1 ارزیابی شدند. زمان پردازش بهصورت end-to-end اندازهگیری شد.
محدودیتها
محدودیتهای متن در این متن گزارش نشده است.
نمای PICO و پیامدها
- جمعیت
- یادداشتهای بالینی پرتغالی (۱۰۰۰ یادداشت آموزشی و ۵۰۰ یادداشت تست)
- مداخله/مواجهه
- استراتژیهای استانجامنامهسازی شامل دو مدل Llama-3.1-8B-instruct، Llama-3.3-70B-instruct و دو مدل Dynex-QML با پایه 8B و 70B
- مقایسه
- مدلهای Llama-3.1-8B-instruct و Llama-3.3-70B-instruct
- حجم نمونه
- ۱۰۰۰ یادداشت آموزشی و ۵۰۰ یادداشت تست
متن کامل اصلی
لینک مستقیم از metadata منبع گرفته شده و در تب جدید باز میشود.
باز کردن متن کامل