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EHR-RAG:通过增强检索增强生成连接长程结构化电子健康记录与大语言模型

EHR-RAG: Bridging Long-Horizon Structured Electronic Health Records and Large Language Models via Enhanced Retrieval-Augmented Generation

上下文与知识检索增强

摘要

电子健康记录(EHR)提供丰富的纵向临床证据,是医疗决策的核心,促使人们使用检索增强生成(RAG)来为大语言模型(LLM)预测提供依据。然而,长程EHR常超出LLM上下文限制,现有方法通常依赖截断或朴素检索策略,丢弃临床相关事件和时间依赖。为应对这些挑战,我们提出EHR-RAG,一个为准确解读长程结构化EHR数据而设计的检索增强框架。EHR-RAG引入三个为纵向临床预测任务量身定制的组件:保留临床结构和时间动态的事件与时间感知混合EHR检索;渐进精化查询以扩大证据覆盖面的自适应迭代检索;以及联合检索并推理事实性与反事实证据的双路径证据检索与推理。在四个长程EHR预测任务上的实验表明,EHR-RAG持续优于最强LLM基线,平均Macro-F1提升10.76%。总体而言,我们的工作凸显了检索增强LLM在实践中推进结构化EHR数据临床预测的潜力。

EHR-RAG:通过增强检索增强生成连接长程结构化电子健康记录与大语言模型
图1:用于长程临床预测的 EHR-RAG 框架概览。与 Direct Generation 和 Vanilla RAG 相比,我们的框架显式解决上下文截断与检索不完整的问题。它集成了 (a) Event- and Time-aware Hybrid Retrieval(ETHER)、(b) Adaptive Iterative Retrieval(AIR)和 (c) Dual-Path Factual and Counterfactual Reasoning(DER),为可靠的临床决策确保检索质量、鲁棒性与完整性。