Transcript 第9节-临床决策支持系统 - 上海生物信息技术研究中心
计算机辅助医学 临床决策支持系统（上）
刘雷 上海生物信息技术研究中心 2011.4.26
提纲
1 2 3 4
背景知识 基本概念 关键技术 实例介绍
背景知识
基本基本概念 决策 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统
背景知识
基本基本概念 决策 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择 最佳方案 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统
背景知识
基本基本概念 决策 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择 最佳方案 决策支持系统 辅助决策者通过数据、模型和知识， 以人机交互方式进行半结构化或非 结构化决策的计算机应用系统。 临床决策 临床决策支持系统
背景知识
基本概念 决策支持系统 a computer-based information system that supports business or organizational decision-making activities.
Typical information that a decision support application might gather and present are: inventories of information assets comparative sales figures between one period and the next, projected revenue figures based on product sales assumptions.
背景知识
基本基本概念 决策 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择 最佳方案 决策支持系统 辅助决策者通过数据、模型和知识， 以人机交互方式进行半结构化或非 结构化决策的计算机应用系统。 临床决策 医疗机构和医务人员为患者的 诊断、治疗所作出的决定 临床决策支持系统 帮助医生利用患者信息、医学知识很针对具体病例的临床指南、建议以 及解决半结构化、无结构化为题的用户界面的交互式计算机系统
背景知识
临床决策研究 临床决策研究是指临床医生在诊治每一位患者 时，应尽最大可能为每一位患者选择最有效、 最安全、最经济的治疗方案。 研究目的 掌握临床决策理论的原理与运用 研发诊断、推理技术 形成不同的决策方法 临床决策评价
背景知识
临床决策的模式 经验
1
疾病相关诊断治疗方案
3
家长式决策 （
parentalism decision making
） 生活经历、社会关系、预后希望等 疾病相关诊断治疗方案 共享式决策 （
shared decision making
）
2
知情式决策 （
informed decision making
）
背景知识
正确的临床决策必备的三个原则 1 准确的数据 2 相关知识 3 恰当的解决问题的技巧
背景知识
临床决策的难点 临床决策的复杂性（ complexity ） 临床决策的不确定性（ uncertainty ） 临床决策结果的变化（ dynamic effect ） 临床决策的高风险（ high stake ） 临床决策时选择方法的不确定性（ unclear alternative ） 临床决策时选择参数的不确定性（ unclear preference ）
背景知识
临床决策的基本步骤 判断 偏好 证据 1 收集与分析 分析 结果 2 判断 比较 方案 收集与分析每一选择方案的优势、劣势、费用支出等证据，以 选择最恰当的治疗方案 不足：证据不完整、不充分，带有一定的主观因素
背景知识
临床决策的基本步骤 判断 证据 1 收集与分析 分析 偏好 判断 结果 2 比较 方案 比较诊疗方案的优势与劣势 权衡医疗护理的结果与费用 选择最佳成本效益的治疗方案
背景知识
临床决策的模式 医生的经 验和知识 患者的 情况和 价值观 临床证 据 这三个方面在不同情况及同一情况的不同阶段都是不断变化的
背景知识
临床决策的模式 医学知识 患者 情况 临床证据 急诊与紧急情况下的决策模式
背景知识
临床决策的模式 医学知 识 患者情况 临床 证据 慢性病的决策模式
背景知识
医疗质量 传统的医疗质量的概念是指医疗服务的及时性、 安全性、有效性。 完全集中于技术层面，而忽视了就医环境和 医疗服务态度 目前医疗质量指在现有医学知识的基础上，提 高医疗卫生服务满意结果的程度。 不仅仅指医疗技术，还包括对患者所提供的 服务的满意程度
背景知识
医疗质量 目前医疗质量指在现有医学知识的基础上，提 高医疗卫生服务满意结果的程度。 决定医疗质量的关键因素 医疗决策的质量 执行医疗决策的质量
背景知识
医疗信息海量 医疗过程复杂 医疗知识有限 } 医疗 决策支持 减少医疗差错 提高医疗质量 提高医疗效率 收集相关数据 执行临床决策 管理医疗事件
背景知识
医院信息化 医院信息数字化
CDSS
出现的基础 医院数字化信息结构化 医院结构化数字信息规范化
临床决策支持系统的定义
Clinical Decision Support System, CDSS Definition (Musen, 1997) “ any piece of software that takes as input information about a clinical situation and that produces as output inferences that can assist practitioners in their decision making and that would be judged as “intelligent” by the program’s users.”
临床决策支持系统的定义
Clinical decision support system (CDSS or CDS) is an interactive decision support system (DSS) Computer Software , which is designed to assist physicians and other health professionals with decision making tasks, as determining diagnosis of patient data.
Clinical Decision Support systems link health observations with health knowledge to influence health choices by clinicians for improved health care
临床决策支持系统的发展现状
… 医护管理 通信系统 医院信息系统 成本分析 试验检验 重症监护 80 年代 70 年代 MYCIN, DENDRAL Internist I, QMR, 医学术语 医学教育 合理用药 90 年代 HELP, Arden Syntax, 医学逻辑模型 临床研究 21 世纪 EON/Protégé
临床决策支持系统的分类
被动系统 医生必须向系统提出问题，描述患者的情况，然后等待系统的建议 咨询系统 评议系统 半自动系统 一般自动激活，可提供信息、广泛接受的知识和操作规程 自动提示系统 报警系统 主动系统 自动激活。可以对特定患者提出相应的建议，也可以不通过医生 干预而自动决策。
临床决策支持系统的分类
基于知识的 CDSS 含有知识库 知识多以规则形式出现 知识可定时更新 非基于知识的 CDSS 人工智能、机器学习 人工神经网络 遗传算法
临床决策支持系统的分类
Pre-diagnosis CDSS During diagnosis Post diagnosis
临床决策支持系统的分类
临床规则系统 具有分析功能的临床数据库 数学模型 模式识别系统 贝叶斯统计系统 决策分析系统 符号推理或专家系统
临床决策支持系统的目的
A clinical decision support system has been coined as an “active knowledge systems, which use two or more items of patient data to generate case-specific advice.” The main purpose of modern CDSS is to assist clinicians at the point of care.
临床决策支持系统的目的
The main purpose of modern CDSS is to assist clinicians at the point of care.
DDSS (Diagnosis Decision Support Systems) Patients data DDSS Diagnosis Diagnosis Diagnosis
临床决策支持系统的意义
提高患者安全 降低药物差错和不良反应 改善用药与检验的顺序 提高医护质量 减少临床医生处理日常事务的时间 增加临床路径和临床指南的使用 便于使用、了解最新的临床证据 提高临床文本的质量和患者满意度 提高医护信息传输的有效性
临床决策支持系统的意义
提高患者安全 提高医护质量 提高医护信息传输的有效性 提高医嘱过程，降低成本 减少检查单的使用 改变了现有处方的模式
临床决策支持系统的特征
专业性：应用于临床领域 智能性：进行决策 支持性：与宿主等系统关联，针对医疗业 务行为 系统性：自成体系
可能的问题
改变病人和医生之间的关系 限制专家独立解决问题 缺少法律依据
临床决策支持系统通用架构
USER User Interface Explanation Facility Inference Engine
Inference + Control
Working Memory Knowledge base:
”Rules” + “Facts”
Knowledge acquisition Subsystem KNOWLEDGE ENGINEER (Jenders, 2000)
临床决策支持系统的结构
用户 人机交互系统 模型管理系统 数据库管理系统 方法库管理系统 知识库管理系统 模型库 数据库 方法库 知识库
临床决策支持系统的结构
模型库 模型是对客观事物的特征和变化规律的一种科学抽象，人们 通过研究模型来解释决策问题原型的形状、特征和本质。 模型库管理系统的功能 模型库的静态管理 模型库的动态管理
临床决策支持系统的结构
知识库 知识库是用于知识管理的一种特殊的数据库，用于 有关领域知识的采集、整理以及提取。 方法库 方法库是存储方法模块的工具，由各种通用性和灵 活性都比较强的，可用来构成各种数学模型的算法 程序组成。
临床决策支持系统的结构
人机交互系统 人机交互式通过用户界面来实现的。 用户可以通过交互信息来控制、改变模型的运行及 DSS 的运行过程 人机交互需要考虑： 人的因素 交互设备 实现人机交互的软件
临床决策支持系统的关键组成
知识 规则（推理） 数据 协议
临床知识的特点
循证要求 知识复杂性 有些知识无法量化，具有不确定性
知识的形式演变
头脑 数字化 标准化 书本 文本指南 数字可视化 模型化 结构化 句法 语义
知识的来源：指南
• 定义：系统开发的 多组临床指导意见， 用于帮助医生和病人 针对特定的临床问题 做出恰当的处理、选 择，决策适宜的卫生 保健服务。 • 特点：开发方法严 格，内容科学、准确 • 意义：指导医疗研 究和实践的重要手段 42
指南获取途径举例
NGC
（
National Guideline Clearinghouse
） http://www.guideline.gov
ADA
（
American Diabetes Association
） http://www.diabetes.org
EASD
（
European Association for the Study of Diabetes
） http://www.easd.org
指南包含的内容举例
指南标题 参考文献源 指南状态 领域 方法学 建议 支持建议的证据 实施建议所带来的收益 / 负效果 指南资格证明 指南执行说明 鉴别性信息和实用性 免除责任的声明 ….
知识句法
计算机可处理 临床医学逻辑模型
医学逻辑模型面临的问题
人工
编辑编译平台
着眼自然语言，整理标注，如 GEM 模型 借鉴有向图，如 GLIF 模型
临床指南表达模型的发展路线
Arden Syntax EON GUIDE PRODIGY PROforma GLIF SAGE 最早的医学知识表达标准 结构简单 只适合单步决策 基于组件的模型 基于Petri网络，多层次体系结构 不仅仅是对指南的编码，而且可以作为电子病历系统 的扩展。 由一组任务和数据项组成，是一种形式化创建、发布 和执行临床指南的知识表达语言 借鉴其他模型优点 医学数据模型基于HL7 RIM GELLO被HL7采纳为标准 致力于临床指南的共享 基于HL7、RIM以及SNOMED 临床术语等标准发展 提供针对性的决策支持，面向终端用户解释信息 充分表达复杂的医学工作流程
Arden 模型
维护类 (maintenance category) 库类 (library category) 知识类 (knowledge category)
知识获取工具
知识获取的实质是确定知识范围，采集和 加工逻辑知识的过程。 知识获取的方式：直接、间接 工具要求 方便存储和呈现知识 便于理解和更新知识 自动检测知识的一致性 提供多人开发的共享机制
知识获取工具举例
标记工具 如GEM Cutter， Stepper 图形化工具 如Protégé， Asbru View
知识需要考虑的问题
组织 编码 更新 共享
参考资料
刘加林，石应康 .
简明医学信息学 浙江大学生仪学院《临床决策支持系统》 多媒体教学资料
谢谢！
2011.4.26