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Erschienen in: Der Radiologe 8/2018

16.07.2018 | Pathologie | Informationstechnologie und Management

Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten von Natural Language Processing (NLP) in der Radiologie

verfasst von: Dr. F. Jungmann, S. Kuhn, B. Kämpgen

Erschienen in: Die Radiologie | Ausgabe 8/2018

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Zusammenfassung

Hintergrund

Aufgrund der stetig zunehmenden Anforderungen in der Radiologie sind Applikationen gefragt, die eine Qualitätssicherung und eine kontinuierliche Prozessoptimierung ermöglichen.

Ziel der Arbeit

Erläuterung der Prinzipien des Natural Language Processing (NLP) als computerbasierte Methode zur Strukturierung von frei formulierten Texten und Skizzierung von Anwendungsszenarien.

Material und Methoden

Die Strukturierung von Texten gelingt durch mehrere Theorien, linguistische Techniken (Wortbedeutungen, Wortkontext, Verneinungen), statistische Methoden mit Regeln und aktuell mit Deep-Learning-Ansätzen. Zur Kodierung von Befundinhalten bieten sich medizinische Lexika an, wie beispielweise RadLex®. NLP wurde in der eigenen radiologischen Klinik zur Überprüfung der internen Befundqualität an 3756 CT-Befunden angewendet.

Ergebnisse

In der eigenen Fallstudie erwies sich NLP als hilfreiches, automatisiertes Werkzeug zur internen Qualitätsprüfung.

Diskussion

NLP bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten zur Entscheidungsunterstützung und zur Qualitätssicherung in der Radiologie.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Beyer SE, McKee BJ, Regis SM et al (2017) Automatic Lung-RADS classification with a natural language processing system. J Thorac Dis 9:3114–3122CrossRefPubMedPubMedCentral Beyer SE, McKee BJ, Regis SM et al (2017) Automatic Lung-RADS classification with a natural language processing system. J Thorac Dis 9:3114–3122CrossRefPubMedPubMedCentral
3.
Zurück zum Zitat Cai T, Giannopoulos AA, Yu S et al (2016) Natural language processing technologies in radiology research and clinical applications. Radiographics 36:176–191CrossRefPubMedPubMedCentral Cai T, Giannopoulos AA, Yu S et al (2016) Natural language processing technologies in radiology research and clinical applications. Radiographics 36:176–191CrossRefPubMedPubMedCentral
4.
Zurück zum Zitat Chen P‑H, Zafar H, Galperin-Aizenberg M, Cook T (2017) Integrating natural language processing and machine learning algorithms to categorize oncologic response in radiology reports. J Digit Imaging 31:178CrossRef Chen P‑H, Zafar H, Galperin-Aizenberg M, Cook T (2017) Integrating natural language processing and machine learning algorithms to categorize oncologic response in radiology reports. J Digit Imaging 31:178CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Chiticariu L, Li Y, Reiss FR (2013) Rule-based information extraction is dead! Long live rule-based information extraction systems! EMNLP 2013 – 2013 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing, S 827–832 Chiticariu L, Li Y, Reiss FR (2013) Rule-based information extraction is dead! Long live rule-based information extraction systems! EMNLP 2013 – 2013 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing, S 827–832
6.
Zurück zum Zitat Demner-Fushman D, Chapman WW, McDonald CJ (2009) What can natural language processing do for clinical decision support? J Biomed Inform 42(5):760–772CrossRefPubMedPubMedCentral Demner-Fushman D, Chapman WW, McDonald CJ (2009) What can natural language processing do for clinical decision support? J Biomed Inform 42(5):760–772CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Dutta S, Long WJ, Brown DFM, Reisner AT (2013) Automated detection using natural language processing of radiologists recommendations for additional imaging of incidental findings. Ann Emerg Med 62:162–169CrossRefPubMed Dutta S, Long WJ, Brown DFM, Reisner AT (2013) Automated detection using natural language processing of radiologists recommendations for additional imaging of incidental findings. Ann Emerg Med 62:162–169CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Friedman C (1997) Towards a comprehensive medical language processing system: methods and issues. AMIA Annu Fall Symp, S 595–599 Friedman C (1997) Towards a comprehensive medical language processing system: methods and issues. AMIA Annu Fall Symp, S 595–599
10.
Zurück zum Zitat Ganeshan D, Duong PAT, Probyn L et al (2018) Structured reporting in radiology. Acad Radiol 25:66–73CrossRefPubMed Ganeshan D, Duong PAT, Probyn L et al (2018) Structured reporting in radiology. Acad Radiol 25:66–73CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Hassanpour S, Langlotz CP, States U (2016) Information extraction from multi-institutional radiology reports. Artif Intell Med 66:29–39CrossRefPubMed Hassanpour S, Langlotz CP, States U (2016) Information extraction from multi-institutional radiology reports. Artif Intell Med 66:29–39CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Hempel JM, Pinto dos Santos D, Kloeckner R et al (2014) Reporting initiatives. Ein Update zur Befundung in der Radiologie. Radiologe 54:696–699CrossRefPubMed Hempel JM, Pinto dos Santos D, Kloeckner R et al (2014) Reporting initiatives. Ein Update zur Befundung in der Radiologie. Radiologe 54:696–699CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Ip IK, Mortele KJ, Prevedello LM, Khorasani R (2011) Focal cystic pancreatic lesions: assessing variation in radiologists’ management recommendations. Radiology 259:136–141CrossRefPubMed Ip IK, Mortele KJ, Prevedello LM, Khorasani R (2011) Focal cystic pancreatic lesions: assessing variation in radiologists’ management recommendations. Radiology 259:136–141CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Kim DC, Herskovits EH, Johnson PT (2018) Science to practice: IT solutions to drive standardized report recommendations for abdominal aortic aneurysm surveillance. J Am Coll Radiol 15:865–869CrossRefPubMed Kim DC, Herskovits EH, Johnson PT (2018) Science to practice: IT solutions to drive standardized report recommendations for abdominal aortic aneurysm surveillance. J Am Coll Radiol 15:865–869CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Kreimeyer K, Foster M, Pandey A et al (2017) Natural language processing systems for capturing and standardizing unstructured clinical information: a systematic review. J Biomed Inform 73:14–29CrossRefPubMed Kreimeyer K, Foster M, Pandey A et al (2017) Natural language processing systems for capturing and standardizing unstructured clinical information: a systematic review. J Biomed Inform 73:14–29CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Langlotz CP (2006) RadLex: a new method for indexing online educational materials. Radiographics 26:1595–1597CrossRefPubMed Langlotz CP (2006) RadLex: a new method for indexing online educational materials. Radiographics 26:1595–1597CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Larson DB, Chen MC, Lungren MP et al (2017) Performance of a deep-learning neural network model in assessing skeletal maturity on pediatric hand radiographs. Radiology 287(1):313–322CrossRefPubMed Larson DB, Chen MC, Lungren MP et al (2017) Performance of a deep-learning neural network model in assessing skeletal maturity on pediatric hand radiographs. Radiology 287(1):313–322CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Mettler FA, Bhargavan M, Faulkner K et al (2009) Radiologic and nuclear medicine studies in the United States and worldwide: frequency, radiation dose, and comparison with other radiation sources—1950–2007. Radiology 253:520–531CrossRefPubMed Mettler FA, Bhargavan M, Faulkner K et al (2009) Radiologic and nuclear medicine studies in the United States and worldwide: frequency, radiation dose, and comparison with other radiation sources—1950–2007. Radiology 253:520–531CrossRefPubMed
19.
20.
Zurück zum Zitat Pons E, Braun LMM, Hunink MGM, Kors JA (2016) Natural language processing in radiology: a systematic review. Radiology 279(2):329–343CrossRefPubMed Pons E, Braun LMM, Hunink MGM, Kors JA (2016) Natural language processing in radiology: a systematic review. Radiology 279(2):329–343CrossRefPubMed
21.
Zurück zum Zitat Sokolova M, Lapalme G (2009) A systematic analysis of performance measures for classification tasks. Inf Process Manag 45:427–437CrossRef Sokolova M, Lapalme G (2009) A systematic analysis of performance measures for classification tasks. Inf Process Manag 45:427–437CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Yasaka K, Akai H, Abe O, Kiryu S (2017) Deep learning with convolutional neural network for differentiation of liver masses at dynamic contrast-enhanced CT: a preliminary study. Radiology 286(3):887–896CrossRefPubMed Yasaka K, Akai H, Abe O, Kiryu S (2017) Deep learning with convolutional neural network for differentiation of liver masses at dynamic contrast-enhanced CT: a preliminary study. Radiology 286(3):887–896CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten von Natural Language Processing (NLP) in der Radiologie
verfasst von
Dr. F. Jungmann
S. Kuhn
B. Kämpgen
Publikationsdatum
16.07.2018
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Radiologie / Ausgabe 8/2018
Print ISSN: 2731-7048
Elektronische ISSN: 2731-7056
DOI
https://doi.org/10.1007/s00117-018-0426-0

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