Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/176011
Author(s): Marta Luísa Monteiro Pereira
Title: Recrutamento Automatizado para Ensaios Clínicos com GenAI e graphRAG
Issue Date: 2026-07-15
Abstract: Patient recruitment for clinical trials remains one of the main challenges in medical research, due to the reliance on manual screening processes of clinical records, which are frequently inefficient and error-prone. To address this limitation, this dissertation proposes an automated solution for matching patients against clinical trial eligibility criteria, based on Generative Artificial Intelligence (GenAI) and GraphRAG. The architecture was developed iteratively, exploring and comparing different techniques across multiple iterations, from entity extraction to ontological linking with biomedical knowledge bases. In doing so, the system progressively overcame lexical limitations through the use of knowledge graphs to map complex relationships between entities. The matching engine adopts a hybrid approach composed of two complementary mechanisms: a structural engine based on Cypher queries over Neo4j and a semantic engine supported by embeddings and cosine similarity. Following an initial eligibility screening, an LLM analyses the full context returned by the search engine, producing the final decision, a natural language explanation, and actionable insights for clinicians on what would be required for the patient to become eligible for the trial, positioning the system as a transparent and interpretable clinical decision support tool. As such, this approach is expected to outperform conventional manual screening methods and purely generative models, establishing itself as a robust clinical decision support tool capable of significantly accelerating recruitment in medical research trials.
Description: O recrutamento de pacientes para ensaios clínicos continua a ser um dos principais desafios da investigação médica, devido à dependência de processos manuais de triagem de registos clínicos, frequentemente ineficientes e sujeitos a falhas. Para responder a esta limitação, esta dissertação propõe uma solução automatizada de correspondência entre pacientes e critérios de elegibilidade de ensaios clínicos, baseada em Inteligência Artificial Generativa (GenAI) e GraphRAG. A arquitetura foi desenvolvida de forma iterativa, explorando e comparando diferentes técnicas ao longo de múltiplas iterações, desde extração de entidades até à ligação ontológica com bases de conhecimento biomédicas. Desta forma, o sistema foi superando limitações lexicais através do uso de grafos de conhecimento para mapear relações complexas entre entidades. O motor de correspondência adota uma abordagem híbrida composta por dois mecanismos complementares: um motor estrutural baseado em consultas Cypher sobre Neo4j e um motor semântico suportado por embeddings e similaridade de cosseno. Após uma primeira triagem de elegibilidade, um LLM analisa o contexto completo retornado pelo motor de pesquisa, produzindo a decisão final, uma explicação sobre a mesma em linguagem natural e recomendações acionáveis para os médicos sobre o que seria necessário para o paciente ser elegível para o ensaio, posicionando o sistema como uma ferramenta de suporte à decisão clínica transparente e interpretável. Assim sendo, espera-se que esta abordagem supere os métodos convencionais de triagem manual e os modelos generativos puros, estabelecendo-se como uma ferramenta robusta de suporte à decisão clínica capaz de acelerar significativamente o recrutamento em ensaios de investigação médica.
Subject: Ciências da computação e da informação
Computer and information sciences
Scientific areas: Ciências exactas e naturais::Ciências da computação e da informação
Natural sciences::Computer and information sciences
URI: https://hdl.handle.net/10216/176011
Document Type: Dissertação
Rights: embargoedAccess
License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Embargo End Date: 2029-07-14
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