臨床決策支持系統(tǒng)

1、臨床決策支持系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)21了 解什么是CDSS？為什么需要CDSS？CDSS的分類2掌 握CDSS的特點(diǎn)與功能CDSS的通用架構(gòu)CDSS的構(gòu)建方法3熟 悉CDSS的應(yīng)用CDSS的發(fā)展教學(xué)內(nèi)容3臨床決策支持系統(tǒng)概述1CDSS的功能與特點(diǎn)2CDSS的構(gòu)建方法3CDSS的應(yīng)用與發(fā)展4臨床決策支持系統(tǒng)概述4v為什么需要臨床決策支持系統(tǒng)？v什么是臨床決策支持系統(tǒng)？v臨床決策支持系統(tǒng)的架構(gòu)臨床決策支持系統(tǒng)概述5v什么是臨床決策支持系統(tǒng) 臨床決策支持系統(tǒng)（Clinical Decision Support System,CDSS）是一種充分運(yùn)用可利用的、合適的計算機(jī)技術(shù)，針對半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化醫(yī)學(xué)問題，通

2、過人機(jī)交互方式改善和提高臨床決策效率的系統(tǒng)。 將醫(yī)學(xué)知識應(yīng)用到某一患者的特定問題，提出具有最佳費(fèi)用/效果比的解決方案的計算機(jī)系統(tǒng)。臨床決策支持系統(tǒng)概述6v為什么需要臨床決策支持系統(tǒng)臨床數(shù)據(jù)不完整治療結(jié)果不確定醫(yī)療衛(wèi)生人員常常面臨困難的選擇擁有足夠的知識充分的病人資料可作出正確的判斷不需要計算機(jī)輔助 人有時會犯錯誤或失誤 臨床醫(yī)生的知識更新無法與急劇增長的醫(yī)學(xué)知識同步 對大批量的常規(guī)決策工作，自動化決策效率更高 要求一些臨床項(xiàng)目既提高醫(yī)療質(zhì)量，又降低費(fèi)用 有助于醫(yī)學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)知識 7臨床決策支持系統(tǒng)概述v臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）架構(gòu)信息診斷治療數(shù)據(jù)觀察決策計劃病人 臨床醫(yī)生看病的過程實(shí)際上是

3、對病人信息進(jìn)行綜合分析處理的過程，這個過程主要包括三個階段，觀察、診斷和治療醫(yī)生看病的自然過程 8臨床決策支持系統(tǒng)概述v臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）架構(gòu)從工程角度看醫(yī)生看病的自然過程 觀察問題求解及處理推理過程獲取數(shù)據(jù)診斷治療自然過程工程角度9臨床決策支持系統(tǒng)概述v臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）架構(gòu)推理機(jī)人機(jī)接口解釋器 醫(yī)學(xué)知識庫 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)、中間推理數(shù)據(jù)、診斷結(jié)果醫(yī)生的大腦，推理、判斷醫(yī)生向病人做解釋醫(yī)書、醫(yī)生大腦中知識、規(guī)則和操作用戶UserCDSS的功能與特點(diǎn)10vCDSS的目標(biāo)與功能v基于知識庫的CDSSv基于非知識庫的CDSSCDSS的功能與特點(diǎn)11vCDSS的目標(biāo)與功能CDS

4、S的目標(biāo)：注重臨床醫(yī)生與CDSS之間的互動，利用臨床醫(yī)生的知識和CDSS對醫(yī)學(xué)知識的系統(tǒng)管理，更好地分析患者的信息，以便為臨床醫(yī)生提供醫(yī)療建議。CDSS的功能：提醒，提醒臨床醫(yī)生申請某項(xiàng)檢查評論，如拒絕某項(xiàng)電子醫(yī)囑警報，自動報警、提示和警戒診斷幫助，列出某種疾病的的鑒別診斷預(yù)測，根據(jù)病情嚴(yán)重程度評分預(yù)測死亡風(fēng)險CDSS的功能與特點(diǎn)12v基于知識庫的CDSS知識庫接口推理機(jī)系統(tǒng)使用者基于知識庫的CDSS基本結(jié)構(gòu)圖 通常采用IF-THEN規(guī)則來存儲和管理知識，例如，某一系統(tǒng)用來研究藥物之間的相互作用，規(guī)則是如果(IF)服用X藥和Y藥，那么(THEN)服用者需要注意或者警惕什么。CDSS的功能與特點(diǎn)

5、13v基于非知識庫的CDSS 基于非知識庫的CDSS系統(tǒng)多采用人工智能的形式，也被稱為機(jī)器學(xué)習(xí)，可以允許計算機(jī)從既往經(jīng)驗(yàn)中或是其他臨床資料中獲得知識。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neutral networks，ANN） 利用節(jié)點(diǎn)及其之間的加權(quán)聯(lián)系方法，加以分析患者資料，從中獲得癥狀與診斷之間的聯(lián)系。 遺傳算法（genetic algorithm，GA） 基于進(jìn)化理論基礎(chǔ)，采用直接選擇的方式來得到合適的CDSS結(jié)果。CDSS的構(gòu)建方法14v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)v人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)v遺傳算法v產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng)v邏輯條件v因果概率網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法15v貝葉斯網(wǎng)絡(luò) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是一種應(yīng)用有向無環(huán)圖來表示

6、變量間概率依賴關(guān)系的模型。條件概率： CDSS的構(gòu)建方法16v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法17v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法18v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法19v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法20v貝葉斯網(wǎng)絡(luò)CDSS的構(gòu)建方法21v產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng)產(chǎn)生式規(guī)則是一種描述形式語言的語法，格式為： IF R THEN S CF = 0，1 R 產(chǎn)生式規(guī)則前提 S 一組結(jié)論或操作 CF(Certainty factory) 確定性因子或置信度應(yīng)用實(shí)例：Mycin系統(tǒng)CDSS的構(gòu)建方法22v邏輯條件邏輯條件作用： 警告麻醉師，患者心率太慢 提醒護(hù)士隔離患者 提醒醫(yī)生確認(rèn)與患者討論戒煙問題存在的問題： 太多

7、的警告和提醒使醫(yī)生、護(hù)士及其他員工麻痹從而忽視這些警告給一個變量和范圍，檢查變量是在范圍內(nèi)或外，再根據(jù)結(jié)果采取措施。CDSS的構(gòu)建方法23v遺傳算法特點(diǎn)：基于非知識庫的系統(tǒng)，無需輸入知識規(guī)則，從患者資料中自主獲取信息。學(xué)習(xí)過程：借鑒生物進(jìn)化論，遺傳算法將要解決的問題模擬成一個生物進(jìn)化的過程，通過復(fù)制、交叉、突變等操作產(chǎn)生下一代的解，并逐步淘汰掉適應(yīng)度函數(shù)值低的解，增加適應(yīng)度函數(shù)值高的解。這樣進(jìn)化N代后就很有可能會進(jìn)化出適應(yīng)度函數(shù)值很高的個體。優(yōu)點(diǎn)：通過重復(fù)處理過程獲得適宜答案缺點(diǎn)：推理過程缺乏透明度CDSS的構(gòu)建方法v遺傳算法開始編碼、生成初始群體對群體中的個體進(jìn)行適應(yīng)度評價滿足算法終止準(zhǔn)則變

8、異交叉選擇終止進(jìn)化計算輸出最優(yōu)個體并解碼結(jié)束YN遺傳算法流程圖CDSS的應(yīng)用與發(fā)展25vMycin專家系統(tǒng)vInternist-1和QMR系統(tǒng)vCDSS應(yīng)用難題與發(fā)展趨勢CDSS的應(yīng)用與發(fā)展26 Mycin專家系統(tǒng)是由斯坦福大學(xué)（Stanford University）的Shortliff研制開發(fā)的，識別細(xì)菌感染并給出治療建議的專家系統(tǒng)。vMycin專家系統(tǒng)構(gòu)建方法：產(chǎn)生式規(guī)則構(gòu)建方法：產(chǎn)生式規(guī)則If 本微生物的染色是革蘭陰性； 本微生物的形狀呈桿狀； 患者是中間宿主；Then 該微生物是銅綠假單胞桿菌，置信度為CF=0.6CDSS的應(yīng)用與發(fā)展27Internist-1是一種普通內(nèi)科診斷計算機(jī)

9、咨詢系統(tǒng)。系統(tǒng)通過用戶輸入患者的臨床癥狀來推理疾病。vInternist-1和QMR系統(tǒng)評價診斷建議的參數(shù)： 相關(guān)頻數(shù)：某種臨床表現(xiàn)在一種疾病中出現(xiàn)的頻率 提示力度：一種癥狀在多大程度上能確診一種疾病CDSS的應(yīng)用與發(fā)展28Mycin和Internist-1/QMR系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)系統(tǒng)種類Mycin系統(tǒng)Internist-1/QMR優(yōu)點(diǎn)自然性、模塊性有效性、清晰性靈活性缺點(diǎn)效率不高、不能有效表達(dá)具有結(jié)構(gòu)性的知識產(chǎn)生式專家系統(tǒng)過分依賴提示強(qiáng)度和相關(guān)頻數(shù)CDSS的應(yīng)用與發(fā)展29臨床應(yīng)用的困難： 工作流程的整合 無法自動導(dǎo)入HIS中的資料 vCDSS應(yīng)用難題與發(fā)展趨勢技術(shù)上的挑戰(zhàn)： 系統(tǒng)維護(hù) 系統(tǒng)評價CDSS的應(yīng)用與發(fā)展強(qiáng)調(diào)整體任務(wù)