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Utilizing natural language processing and large language models in the diagnosis and prediction of infectious diseases: A systematic review - 15/08/24

Doi : 10.1016/j.ajic.2024.03.016 
Mahmud Omar a, , Dana Brin b, Benjamin Glicksberg c, d, Eyal Klang d
a Tel-aviv university, Faculty of medicine, Tel-Aviv, Israel 
b Division of Diagnostic Imaging, Sheba Medical Center, Affiliated to Tel-Aviv University, Ramat Gan, Israel 
c Hasso Plattner Institute for Digital Health at Mount Sinai, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY 
d The Division of Data-Driven and Digital Medicine (D3M), Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY 

Address correspondence to Mahmud Omar, Tel-aviv university, Faculty of medicine, Tel-Aviv, Israel.Tel-aviv university, Faculty of medicineTel-AvivIsrael

Résumé

Background

Natural Language Processing (NLP) and Large Language Models (LLMs) hold largely untapped potential in infectious disease management. This review explores their current use and uncovers areas needing more attention.

Methods

This analysis followed systematic review procedures, registered with the Prospective Register of Systematic Reviews. We conducted a search across major databases including PubMed, Embase, Web of Science, and Scopus, up to December 2023, using keywords related to NLP, LLM, and infectious diseases. We also employed the Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies-2 tool for evaluating the quality and robustness of the included studies.

Results

Our review identified 15 studies with diverse applications of NLP in infectious disease management. Notable examples include GPT-4's application in detecting urinary tract infections and BERTweet's use in Lyme Disease surveillance through social media analysis. These models demonstrated effective disease monitoring and public health tracking capabilities. However, the effectiveness varied across studies. For instance, while some NLP tools showed high accuracy in pneumonia detection and high sensitivity in identifying invasive mold diseases from medical reports, others fell short in areas like bloodstream infection management.

Conclusions

This review highlights the yet-to-be-fully-realized promise of NLP and LLMs in infectious disease management. It calls for more exploration to fully harness AI's capabilities, particularly in the areas of diagnosis, surveillance, predicting disease courses, and tracking epidemiological trends.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

AI, especially NLP and LLMs, could enhance infectious disease diagnosis and prediction.
NLP models excel in disease detection and public health surveillance.
Results from included studies show varied NLP effectiveness across diseases.
Challenges in AI and NLP applications include data bias and accuracy.
Further research is essential to maximize AI potential in healthcare and infectious diseases.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Key Words : AI in public health surveillance, Infectious disease management


Plan


 Conflicts of interest: None to report.


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Vol 52 - N° 9

P. 992-1001 - septembre 2024 Retour au numéro
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