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(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化醫(yī)學(xué)問(wèn)題，通

2、過(guò)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(shí)應(yīng)用到某一患者的特定問(wèn)題，提出具有最佳費(fèi)用/效果比的解決方案的計(jì)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(shí)充分的病人資料可作出正確的判斷不需要計(jì)算機(jī)輔助 人有時(shí)會(huì)犯錯(cuò)誤或失誤 臨床醫(yī)生的知識(shí)更新無(wú)法與急劇增長(zhǎng)的醫(yī)學(xué)知識(shí)同步 對(duì)大批量的常規(guī)決策工作，自動(dòng)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(shí) 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(jì)劃病人 臨床醫(yī)生看病的過(guò)程實(shí)際上是

3、對(duì)病人信息進(jìn)行綜合分析處理的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程主要包括三個(gè)階段，觀察、診斷和治療醫(yī)生看病的自然過(guò)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(guò)程 觀察問(wèn)題求解及處理推理過(guò)程獲取數(shù)據(jù)診斷治療自然過(guò)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(shí)庫(kù) 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)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(shí)、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(shí)庫(kù)的CDSSv基于非知識(shí)庫(kù)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(dòng)，利用臨床醫(yī)生的知識(shí)和CDSS對(duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)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(qǐng)某項(xiàng)檢查評(píng)論，如拒絕某項(xiàng)電子醫(yī)囑警報(bào)，自動(dòng)報(bào)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(cè)，根據(jù)病情嚴(yán)重程度評(píng)分預(yù)測(cè)死亡風(fēng)險(xiǎn)CDSS的功能與特點(diǎn)12v基于知識(shí)庫(kù)的CDSS知識(shí)庫(kù)接口推理機(jī)系統(tǒng)使用者基于知識(shí)庫(kù)的CDSS基本結(jié)構(gòu)圖 通常采用IF-THEN規(guī)則來(lái)存儲(chǔ)和管理知識(shí)，例如，某一系統(tǒng)用來(lái)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(shí)庫(kù)的CDSS 基于非知識(shí)庫(kù)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(jì)算機(jī)從既往經(jīng)驗(yàn)中或是其他臨床資料中獲得知識(shí)。 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(lái)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(wú)環(huán)圖來(lái)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(yǔ)言的語(yǔ)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(wèn)題存在的問(wèn)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(gè)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(shí)庫(kù)的系統(tǒng)，無(wú)需輸入知識(shí)規(guī)則，從患者資料中自主獲取信息。學(xué)習(xí)過(guò)程：借鑒生物進(jìn)化論，遺傳算法將要解決的問(wèn)題模擬成一個(gè)生物進(jìn)化的過(guò)程，通過(guò)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(huì)進(jìn)化出適應(yīng)度函數(shù)值很高的個(gè)體。優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)重復(fù)處理過(guò)程獲得適宜答案缺點(diǎn)：推理過(guò)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(duì)群體中的個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)價(jià)滿足算法終止準(zhǔn)則變

8、異交叉選擇終止進(jìn)化計(jì)算輸出最優(yōu)個(gè)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(shì)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(shí)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(jì)算機(jī)

9、咨詢系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)用戶輸入患者的臨床癥狀來(lái)推理疾病。vInternist-1和QMR系統(tǒng)評(píng)價(jià)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(shí)產(chǎn)生式專家系統(tǒng)過(guò)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(wú)法自動(dòng)導(dǎo)入HIS中的資料 vCDSS應(yīng)用難題與發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)上的挑戰(zhàn)： 系統(tǒng)維護(hù) 系統(tǒng)評(píng)價(jià)CDSS的應(yīng)用與發(fā)展強(qiáng)調(diào)整體任務(wù)