臨床決策支持系統(tǒng)綜述報告.docx

臨床決策支持系統(tǒng)綜述報告引言:臨床決策支持系統(tǒng)(clinical support decisionsvstens，CDSS)是指將臨床數(shù)據(jù)做為輸入信息，將推論結(jié)果作為輸出，有助于臨床醫(yī)生決策并被用戶認(rèn)為具有一定“智能”的任何軟件。大量研究表明，CDSS的應(yīng)用可以有效解決臨床醫(yī)生知識的局限性、減少人為疏忽(特別是藥物定量方面)、相對降低醫(yī)療費(fèi)用等，從而為醫(yī)療質(zhì)量提供了保證。盡管CDSS有很多優(yōu)點，真正能為醫(yī)生所接受并投入實際臨床使用的為數(shù)不多，其主要原因是技術(shù)問題，如：不確定知識的表示與推理的困難、知識更新的困難、知識庫的透明性問題以及與其它醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)以及醫(yī)生的工作模式相融合等問題。歷史發(fā)展：我將系統(tǒng)地回顧電子病歷中臨床決策支持方法。根據(jù)Musen 和Shortliffe等，人臨床決策支持系統(tǒng)可以按五個維度（Dimension）進(jìn)行分類，另外，如果將不直接給出建議而只是給出相關(guān)信息的系統(tǒng)也劃入臨床決策支持系統(tǒng)，那么臨床決策支持系統(tǒng)可以按以下六個維度進(jìn)行分類（表一）：表一 臨床決策支持系統(tǒng)的分類維度分類維度內(nèi)容內(nèi)部決策機(jī)制Bayesian theorem，Belief networks, 決策樹分析, 基于規(guī)則的方法, 基于規(guī)程的方法，Bayesian network, Support Vector Machine, 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò), 基于相似性的算法.系統(tǒng)功能什么是對的(診斷), 做什么(做什么檢查,用什么藥)建議方式主動,被動人-機(jī)交互獨(dú)立的,與信息系統(tǒng)和醫(yī)生的工作流程相融合交流方式顧問式，批評式?jīng)Q策支持程度直接，間接（但提供相關(guān)的必要的知識）1) 內(nèi)部決策機(jī)制內(nèi)部決策機(jī)制的不同主要取決于臨床決策支持系統(tǒng)的內(nèi)部知識表示方式，針對不同的決策需求存在著不同的知識表示方式，從而形成了不同的決策機(jī)制。例如，根據(jù)病人的癥狀體征等的輔助診斷系統(tǒng)常以概率來表達(dá)癥狀與疾病相關(guān)性，此類的決策方式主要有基于Bayesian theorem 的方法和Belief networks。另外，近期的已經(jīng)在國外的臨床中具體應(yīng)用的事件監(jiān)視器(Event Monitor)也都是基于規(guī)則的決策支持系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通過事先定義好的規(guī)則來實時地監(jiān)視病人的相關(guān)信息，一旦規(guī)則中的前提條件得到滿足，相關(guān)規(guī)則將被觸發(fā)，相應(yīng)采取規(guī)則中規(guī)定的行動，或是對診斷或是對治療提供決策支持。2) 系統(tǒng)功能臨床決策系統(tǒng)也可以按其設(shè)計的所能完成的系統(tǒng)功能來劃分。主要有兩大類主要的功能：一是幫助決策什么是對的判斷，例如臨床診斷，早期的Leeds Abdominal Pain、DXplain和QMR等醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)即屬此類。二是幫助醫(yī)生決策下一步應(yīng)該做做么事，例如做什么檢查，用什么藥，要不要手術(shù)等，最典型的一個例子就是決策分析樹，即根據(jù)概率分析醫(yī)生下一步應(yīng)該怎樣做。3) 建議方式臨床決策系統(tǒng)的建議方式分為主動和被動兩種。主動的方式為系統(tǒng)主動地給醫(yī)生提出決策建議，不管醫(yī)生此時有沒有決策幫助的需要，例如各種事件監(jiān)視器系統(tǒng)，這類建議方式的好處在于可以強(qiáng)制性阻止一些嚴(yán)重的后果發(fā)生，例如用藥配伍禁忌和藥物-疾病禁忌等。被動的方式是指只有醫(yī)生主動詢問系統(tǒng)時系統(tǒng)才給出決策建議的方式，例如早期的各種診斷輔助系統(tǒng)，包括Leeds Abdominal Pain8、DXplain和QMR等。4) 人-機(jī)交互人-機(jī)交互方式也是劃分臨床決策支持系統(tǒng)的一個比較重要的維度。主要區(qū)分一個系統(tǒng)是否與醫(yī)生的工作流程相融合。早期的臨床決策支持系統(tǒng)由于多是獨(dú)立于醫(yī)生工作流程之外的，醫(yī)生要獲得幫助不得不在決策系統(tǒng)中再次輸入患者的信息，造成時間的浪費(fèi)，例如早期的MYCIN 系統(tǒng)，用戶不得不從當(dāng)前的工作中停下來轉(zhuǎn)到MYCIN 系統(tǒng)所在的計算機(jī)上，并且要重新輸入患者的信息后才能獲得決策支持的結(jié)果?，F(xiàn)代的臨床決策支持系統(tǒng)大多與醫(yī)生的工作流程相融合，醫(yī)生可在工作流程中迅速地獲得決策支持，例如各種事件監(jiān)視器系統(tǒng)可以在用戶完全不干預(yù)的情況下發(fā)出各種發(fā)警，還有最近的無縫整合于電子病歷的一鍵通技術(shù)（InfoButton）是在完全不干擾醫(yī)生工作流程的情況下給醫(yī)生提供必要的決策相關(guān)信息。5) 決策中的交流方式臨床決策支持系統(tǒng)在交流方式上分顧問式（Consulting model）和批評式（Critiquingmodel）顧問式在流程中不斷地與醫(yī)生進(jìn)行交互獲得必要信息，最終生成最后的建議，例如在MYCIN 系統(tǒng)中，需要用戶不斷地與計算機(jī)進(jìn)行信息交互，最終計算機(jī)才能給出最后的決策意見。而批評式的系統(tǒng)事先根據(jù)相關(guān)信息生成一個決策建議，如果醫(yī)生的決策與之不符，則給出系統(tǒng)的決策建議，適用于醫(yī)生愿意自己決策而只是需要系統(tǒng)對自己的決策進(jìn)行再次確認(rèn)的情況，前面提到的事件監(jiān)視器系統(tǒng)即屬于批評式的。6) 決策支持程度與直接能給出決策建議的系統(tǒng)不同，也有一些系統(tǒng)不直接給出建議而是只提供給決策者必要的相關(guān)信息，最終由決策的醫(yī)生做出最后的決策。因此，從決策支持程度上可以分為直接和間接兩類。前面提到的決策支持系統(tǒng)大部分是屬于直接給出決策建議的系統(tǒng)。間接的決策支持系統(tǒng)主要包括與臨床信息系統(tǒng)相融合的多種再線式知識庫，例如UpToDate,FirstConsult 等。一鍵通技術(shù)（InfoButton）可以方便地將各種知識庫通過再線的方式方便地提供給醫(yī)生，間接地為臨床決策服務(wù)。間接式的系統(tǒng)還包括多種系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析圖表等。現(xiàn)狀評述：下面從幾個方面詳細(xì)介紹臨床決策系統(tǒng)的幾個重要內(nèi)容。一、數(shù)據(jù)整合臨床決策支持系統(tǒng)的三個主要成分是醫(yī)學(xué)知識、病人數(shù)據(jù)和針對具體病例的建議。病人數(shù)據(jù)通過臨床決策支持系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)知識進(jìn)行解釋，從而為臨床醫(yī)生提供準(zhǔn)確的決策支持。在醫(yī)院中，臨床決策支持所需的病人數(shù)據(jù)是通過電子病歷系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集，再通過一個數(shù)據(jù)泵進(jìn)行抽取和整理。為了使決策支持的結(jié)論更加準(zhǔn)確，系統(tǒng)盡可能提供病人數(shù)據(jù)的完全整合，包括病人的基本信息、病歷信息、病程信息、醫(yī)囑信息、檢驗信息、影像信息、護(hù)理信息，以及其他所需要的各類信息。二、醫(yī)學(xué)知識庫臨床決策支持系統(tǒng)內(nèi)核的推理程序可以根據(jù)知識庫的知識和經(jīng)驗生成建議以支持決策。由此可見，醫(yī)學(xué)知識庫是臨床決策支持系統(tǒng)中的另一個重要元素。臨床決策支持系統(tǒng)應(yīng)建有完善、全面、快速的醫(yī)學(xué)知識庫。該知識庫應(yīng)包含詞庫、術(shù)語字典、模型結(jié)構(gòu)、知識倉庫四個部分。知識模型結(jié)構(gòu)是將這些術(shù)語相關(guān)的內(nèi)容組成一種網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，方便存儲和調(diào)用。知識倉庫就是所有這些知識信息的容器，以功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫為架構(gòu)平臺，以輔助智能的文字處理與檢索系統(tǒng)。醫(yī)學(xué)知識一般有兩個來源，醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)(指記錄已歸檔的知識)和某一領(lǐng)域的專家(指專家的臨床經(jīng)驗)。對于任何一種醫(yī)學(xué)知識，系統(tǒng)先通過知識采集引擎把知識采集進(jìn)來，然后通過解釋引擎利用知識模型在知識庫中查找相應(yīng)的解決方案，逐步縮小目標(biāo)范圍，最后由知識庫系統(tǒng)判定歸于何種類別的醫(yī)學(xué)知識，并存儲于知識庫中相應(yīng)的位置。整個過程如下圖所示。圖1 醫(yī)學(xué)知識獲取流程圖三、決策支持決策支持就是臨床決策支持系統(tǒng)的最后一個步驟，也是最重要的一個步驟。其功能是將醫(yī)學(xué)知識應(yīng)用于病人數(shù)據(jù)的結(jié)果，進(jìn)行分析、歸納，最終針對具體病人提出相應(yīng)的決策和建議。臨床決策支持系統(tǒng)的決策支持引擎應(yīng)具備速度快、操作方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的特點。臨床醫(yī)生可以通過簡單的工具自己定義決策推理的邏輯關(guān)系。把決策推理用到的參數(shù)和數(shù)據(jù)項目轉(zhuǎn)換成邏輯表達(dá)式，然后由引擎解釋定義過的邏輯關(guān)系，把其中數(shù)據(jù)問的關(guān)聯(lián)解釋成計算機(jī)能夠理解的語言，再由計算機(jī)處理其中的邏輯關(guān)系，最后根據(jù)邏輯關(guān)系，把數(shù)據(jù)結(jié)果通過表達(dá)式計算出來。臨床決策系統(tǒng)的幾個重要特點和必備條件：1有強(qiáng)大的醫(yī)學(xué)知識數(shù)據(jù)庫庫支持，遵循“醫(yī)生為主導(dǎo)、病人為目標(biāo)、臨床為軸心、診斷為重點”的原則，用一目了然的清晰界面，輔助醫(yī)生準(zhǔn)確、完整、迅速地把握并記錄臨床過程各部分的互動關(guān)系。2用開放性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識結(jié)構(gòu)跟蹤f艋床全過程，使系統(tǒng)有能力隨機(jī)建構(gòu)過程性診療通道，輔助醫(yī)生對病人作出準(zhǔn)確、穩(wěn)妥、及時的診療處理。系統(tǒng)的并行推導(dǎo)具有多視角會診性質(zhì)，輔助醫(yī)生準(zhǔn)確使用、并減少對診斷設(shè)備的依賴。3仿真臨床思維，提供臨床全過程輔助決策。實際過程是用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運(yùn)作大量知識，通過如下多個窗口“診斷依據(jù)”、“診斷疾病”、“檢驗方案”、“用藥方案”、“處置方案”、“護(hù)理方案”、“保健方案”等，展開醫(yī)療知識。4隨病人病情之機(jī)，生成多條臨床決策通道，提供醫(yī)生決策參考，使臨床診療具有多視角會診的性質(zhì)；同時幫助醫(yī)生準(zhǔn)確使用輔助診斷手段，減少對儀器設(shè)備的依賴；使臨床全過程：診斷一治療_用藥等，都納入智能輔助范嗣之內(nèi)，進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、規(guī)范、的臨床診療?，F(xiàn)實的實踐案例：香港醫(yī)管局在臨床決策系統(tǒng)方面做了大量的工作，專門成立了知識管理部門，負(fù)責(zé)信息系統(tǒng)中決策支持的研發(fā)工作，其主要工作分成三個方面。第一個方面是醫(yī)學(xué)知識檢索門戶。該門戶將眾多的數(shù)字醫(yī)學(xué)資料和文獻(xiàn)集成在一個統(tǒng)一的門戶系統(tǒng)中，使應(yīng)用更加方便。第二個方面是研發(fā)臨床實踐指南(Clinical Practice Guidelines)和臨床路徑(Clinical Pathway)。臨床實踐指南是將大量的醫(yī)學(xué)經(jīng)驗抽象成為方便和容易使用的一種形式，為臨床工作提供任意和可靠的決策信息，使臨床決策更加高效準(zhǔn)確，并符合倫理和法律的要求。第三個方面是數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的應(yīng)用?！皵?shù)據(jù)倉庫是一個面向主題的、集成的、穩(wěn)定的、包含歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合，它用于支持經(jīng)營管理中的決策制定過程?！睌?shù)據(jù)挖掘是從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有用知識的過程，實際是多種算法的統(tǒng)稱。它的算法來自于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法和人工智能的知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)。臨床決策支持系統(tǒng)面臨技術(shù)上的挑戰(zhàn)：臨床決策支持系統(tǒng)在很多方面都面臨極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。生物系統(tǒng)是無比復(fù)雜的，臨床決策可能需要利用龐大的潛在相關(guān)信息資源。例如，當(dāng)向患者推薦治療方案時，電子循證醫(yī)學(xué)系統(tǒng)需要考慮到患者的癥狀和體征、既往疾病史、家族遺傳史，以及疾病發(fā)生的歷史和地理趨勢，已發(fā)表的有效臨床資料等。而且，最新發(fā)布的信息需要不斷被整合到系統(tǒng)中去維持系統(tǒng)的實用價值，這一平臺信息整合技術(shù)至今還不盡如人意。（1） 系統(tǒng)維護(hù)CDSS所面臨的一個和新挑戰(zhàn)是很難將不斷發(fā)表的大量臨床研究結(jié)果整合到已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫中。每年約有50萬篇醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)公開發(fā)表并被Medline收錄，每一個研究結(jié)果都需要仔細(xì)研讀，評價其科學(xué)價值，在將其以正確的方式整合入CDSS之中。除了工作很難外，整合新資料有時很難量化，很難將其合并至已存在的決策支持系統(tǒng)中，尤其是當(dāng)不同的研究結(jié)果存在沖突時更不易實現(xiàn)。如何解決這些矛盾通常要依靠臨床文獻(xiàn)本身進(jìn)行Meta分析，綜合相關(guān)的研究結(jié)果，消除各研究機(jī)構(gòu)間的誤差和抽樣誤差，這通常需要較長的時間才能完成。（2）系統(tǒng)評價一個CDSS能顯現(xiàn)其價值，需要證實其的確能夠改善臨床工作流程或結(jié)果。評價CDSS是一個量化并不斷改進(jìn)的系統(tǒng)工程，同時也是衡量效率的過程。由于不同的CDSS為不同目的設(shè)計而成，當(dāng)前并沒有一種普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)評估方法，給系統(tǒng)價值評估帶來困難。CDSS的評價基準(zhǔn)需依靠系統(tǒng)目的本身。例如，診斷決策支持系統(tǒng)的定位在于穩(wěn)定而準(zhǔn)確的分類疾?。ㄅc醫(yī)者本身或其他決策支持系統(tǒng)相比）。循證醫(yī)學(xué)系統(tǒng)則定位于最大限度地改善患者的狀態(tài)，或者為醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供高頻的財政收入。因而在平件不同的CDSS時，需設(shè)計不同的評價標(biāo)準(zhǔn)，并在軟件需求分析階段完成標(biāo)準(zhǔn)的界定。推動C D S S 的對策針對上述制約因素, 我們認(rèn)為應(yīng)采取如下幾方面的措施:1 加強(qiáng)技術(shù)研究前面已經(jīng)指出, 仍有許多技術(shù)問題阻礙CDSS 的發(fā)展，因此有必要進(jìn)一步完善現(xiàn)有的方法并開發(fā)新方法。應(yīng)加強(qiáng)兩方面的工作一是加強(qiáng)CDSS的適用環(huán)境研究，把注意焦點從提供正規(guī)知識轉(zhuǎn)向改善醫(yī)生的溝通與交流上，有利于溝通的系統(tǒng)無疑會極大地改善臨床決策；另一是加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)問題的研究，如臨床知識的特性、如何構(gòu)筑這類知識的模型及怎樣將這些知識應(yīng)用到不同的環(huán)境中去等。2 采用面向問題的開發(fā)策略CDSS只有針對臨床實際問題時才有可能成功，這就要求采用以問題為中心的開發(fā)策略。首先應(yīng)從問題診斷人手，通過分析醫(yī)生所作的臨床決策的特性及其對病人及保健服務(wù)的影響確定系統(tǒng)的真正需求，并應(yīng)用快速原型法之類的方法評價方案的適宜性。第二，問題找出之后應(yīng)選用與問題相適應(yīng)的技術(shù)，即采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法并尋求構(gòu)筑真實世界中的臨床決策模型。第三, 所用的方法與工具應(yīng)與問題相一致,保證問題與其解決方式之間不發(fā)生沖突。第四，對(工犯右的評價應(yīng)注重系統(tǒng)對用戶及臨床問題的影響，而不僅只是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。最后, 整個開發(fā)過程應(yīng)最大限度地調(diào)動用戶參與。3 重視組織文化因素醫(yī)院的組織文化環(huán)境對CDSS開發(fā)應(yīng)用起著非常重要的作用。開發(fā)C以粥時應(yīng)精心設(shè)計或選擇適當(dāng)?shù)姆椒?，以分析臨床實踐中的組織關(guān)系與交往，分析醫(yī)生的習(xí)慣、興趣、觀念與價值取向，并根據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)開發(fā)。4 加強(qiáng)項目管理團(tuán)組工作值得密切關(guān)注, 應(yīng)保證CDSS開發(fā)組成風(fēng)的知識、經(jīng)歷及技能搭配得當(dāng)。臨床醫(yī)生應(yīng)在項目組中充當(dāng)重要角色。項目管理者應(yīng)具遠(yuǎn)見和創(chuàng)造性, 并善于形成高效的團(tuán)組工作氛圍。應(yīng)盡保持開發(fā)組成員的穩(wěn)定性。政府及研究機(jī)構(gòu)應(yīng)舍得對具戰(zhàn)略價值的復(fù)雜問題提供長期足夠的資助。5 改善C 以彌的移植性要推廣C 以治, 首先要解決CDSS可移植性問題。具體做法包括:(1) 對臨床概念、記錄格式及保健服務(wù)等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化; (2) 開發(fā)通用臨床計算機(jī)語言及系統(tǒng); (3)增加CDSS的適應(yīng)性，如開發(fā)能夠通過提問用戶了解具體的物理與社會環(huán)境的特性并作相應(yīng)調(diào)整的CDSS；(4) 提供實施與維護(hù)支持當(dāng)醫(yī)院決定從外界購買CDSS時，應(yīng)組織供應(yīng)商或咨詢機(jī)構(gòu)幫助分析醫(yī)院環(huán)境、提出建議并修改系統(tǒng)等。6 建設(shè)知識庫常用醫(yī)學(xué)教科書不能滿足解決復(fù)雜臨床問題的需要，不同CDSS所需的知識層次也會不同，而且未來C 以彌知識庫應(yīng)完整正確并不斷更新。因此，知識庫建設(shè)包括兩大方面的主要內(nèi)容:( l)編輯正確完整的醫(yī)學(xué)知識庫及參考資料庫; (2 ) 建立適當(dāng)?shù)臋C(jī)制，不斷擴(kuò)充和更新知識庫。7 提高醫(yī)生的接受程度醫(yī)生的接受程度主要取決于CDSS本身。醫(yī)生邀請專家會診是因為被邀專家擁有醫(yī)生自己不具備的知識與技能，醫(yī)生決定是否使用CDSS時可能也會基于類似的考慮。如果CDSS告訴醫(yī)生某男性病人懷孕了，或者連最簡單的病例都不能給出準(zhǔn)確的診斷，則醫(yī)生便不會使用它。因此，提高接受程度首先是開發(fā)可靠而又有用的CDSS。其次是對CDSS進(jìn)行系統(tǒng)評價并將結(jié)果如實告訴醫(yī)生。第三是分析醫(yī)生需要并組織他們參與系統(tǒng)開發(fā)、實施及評價過程。此外， 還應(yīng)注意改善CDSS的性能(如使界面更友好、操作更方便等)、開展使用培訓(xùn)及提供及時幫助等。8 提高CDSS成本效益衛(wèi)生系統(tǒng)的資源短缺壓力愈來愈大，成本效益無疑是決定CDSS成敗的關(guān)鍵之一。應(yīng)繼續(xù)努力降低C D SS 開發(fā)和應(yīng)用成本，具體做法包括:戰(zhàn)略規(guī)劃、協(xié)作開發(fā)交流經(jīng)驗、研制可重復(fù)使用的獨(dú)立知識系統(tǒng)等。評價對提高CDSS本效益致關(guān)重要。過去的評價大多只重視諸如功能與結(jié)構(gòu)方面的具體問題, 忽略了系統(tǒng)對用戶人的影響，也沒有把評價同開發(fā)聯(lián)系起來。評價應(yīng)貫穿整個開發(fā)周期，既要作實驗室評價又要進(jìn)行應(yīng)用評價。發(fā)展前景預(yù)測：回顧決策支持系統(tǒng)理論與技術(shù)在臨床應(yīng)用與發(fā)展的30年，CDSS無論從其架構(gòu)或構(gòu)建方法上，都發(fā)生了巨大的變化。在此領(lǐng)域里的研究者和臨床醫(yī)生否定了原先夠建專家系統(tǒng)的交互，模式，基于專家經(jīng)驗的決策支持系統(tǒng)是不可能實現(xiàn)的。這存在兩方面的原因：一方面，專家經(jīng)驗并不是CDSS知識唯一的來源，對于不同的專家在同意問題上的表述存在差異，一個專家在不同時間對同一問題的看法同樣也存在著不同；同時，個人的醫(yī)學(xué)經(jīng)驗在不斷變化之中，這使CDSS利用“生產(chǎn)式規(guī)則”表示專家經(jīng)驗，為非專家用戶提供決策建議時，組合相關(guān)規(guī)則易出現(xiàn)沖突。另一方面，在專家系統(tǒng)中以“產(chǎn)生式規(guī)則作為知識塊”來表