Foundation large language models (LLMs) have shown an impressive ability to solve tasks across a wide range of fields including health. To effectively solve personalized health tasks, LLMs need the ability to ingest a diversity of data modalities that are relevant to an individual's health status. In this paper, we take a step towards creating multimodal LLMs for health that are grounded in individual-specific data by developing a framework (HeLM: Health Large Language Model for Multimodal Understanding) that enables LLMs to use high-dimensional clinical modalities to estimate underlying disease risk. HeLM encodes complex data modalities by learning an encoder that maps them into the LLM's token embedding space and for simple modalities like tabular data by serializing the data into text. Using data from the UK Biobank, we show that HeLM can effectively use demographic and clinical features in addition to high-dimensional time-series data to estimate disease risk. For example, HeLM achieves an AUROC of 0.75 for asthma prediction when combining tabular and spirogram data modalities compared with 0.49 when only using tabular data. Overall, we find that HeLM outperforms or performs at parity with classical machine learning approaches across a selection of eight binary traits. Furthermore, we investigate the downstream uses of this model such as its generalizability to out-of-distribution traits and its ability to power conversations around individual health and wellness.


翻译:基础大语言模型(LLMs)在包括健康在内的广泛领域展现出解决任务的卓越能力。为有效解决个性化健康任务,大语言模型需要具备处理与个体健康状况相关的多样化数据模态的能力。本文通过开发一个框架(HeLM:健康多模态理解大语言模型),使大语言模型能够利用高维临床模态估算潜在疾病风险,从而向构建面向个体特异性数据的健康多模态大语言模型迈出关键一步。HeLM通过学习编码器将复杂数据模态映射到大语言模型的词元嵌入空间,同时针对表格数据等简单模态采用序列化文本处理方式。基于英国生物银行数据,我们证明HeLM能有效结合人口统计学特征、临床特征及高维时序数据来评估疾病风险。例如,在哮喘预测中,HeLM融合表格数据和肺活量测定数据模态时AUROC达到0.75,而仅使用表格数据时仅为0.49。总体而言,在八项二元特征选择任务中,HeLM的表现优于或等同于传统机器学习方法。此外,我们探究了该模型的下游应用,包括其对分布外特征的泛化能力以及赋能个体健康与福祉对话的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
知识图谱最新研究综述
深度学习自然语言处理
45+阅读 · 2020年6月14日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2023年9月7日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月5日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月31日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
知识图谱最新研究综述
深度学习自然语言处理
45+阅读 · 2020年6月14日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员