医疗决策支持系统

医疗决策支持系统

一、概述二、决策支持系统的特点三、决策支持系统的基本方法四、决策支持系统的实施五、决策支持系统的例子MedicalDecisionSupportSystemMDSS医疗决策支持系统

计算机辅助医疗决策的类型间接帮助直接帮助一、概述2.实施决策支持系统的要求计算机辅助医疗决策的类型:间接帮助:简化病历的获取程过:如化验数据HIS病历管理系统对数据进行分析报告和患者表格获取特定领域的数据文献数据库医学或法律知识库医疗决策支持系统：一、概述

计算机辅助医疗决策的类型:直接帮助：计算机系统在对特定病人决策时，将医学知识应用到某一病人特定的问题,提出具有最佳的效果/费用比的解决办法。通过决策支持系统实现。医疗决策支持系统

一、概述2.实施决策支持系统的前提条件：深入的了解医务人员的活动医疗的过程、需求决策系统目前和将来的可行性医疗决策支持系统：一、概述

2.实施决策支持系统的前提条件医疗过程举例：细菌传染疾病专家在对病情诊断和提出处方时，大致遵循下列4个步骤：(1)确定病人是否有重要的病菌感染需要治疗。(2)确定疾病可能是由哪种病菌引起的。(3)判断哪些药物对抑制这种病菌可能有效。(4)根据病人的情况，选择最适合的药物。这样的决策过程很复杂，主要靠医生的临床经验和判断。决策支持系统试图用某些方法来表示和运用专家的判断知识，以模仿专家的推理过程。医疗决策支持系统：一、概述

理念上把各种推理机制与医疗管理系统结合起来评价和修正其理论和实践上的效果。医疗决策支持系统：一、概述医学决策支持系统:指将医学知识应用到某一患者的特定问题，提出具有最佳费用/效果比的解决方案的计算机系统医疗决策支持系统

一、概述二、决策支持系统的特点三、决策支持系统的基本方法四、决策支持系统的实施五、决策支持系统的例子MedicalDecisionSupportSystemMDSS医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

1支持的类型2.干预的类型

3.知识的类型

二、决策支持系统的特点

医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

1支持的类型医疗决策支持系统与医疗干预具有共同的特点:预报(预报医学)预防(预防医学)治疗(治疗医学)最低限度的满足(医疗辅助)为达到这一目标,必须了解病人的状况(诊断与预后),可能的策略（治疗或者检查）按照决策支持持系统参与医医疗活动的领领域不同，可可以将其分成成两类:更好地了解病病人状况的系系统:病人的实际情情况怎么样?有关诊断和预预后决策的。。它们试图减少少病人当前或或将来状况的的不定性。从流行病学、、症状学、病病理学、生理理学、解剖学学等学科中吸吸取知识。医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

提供最佳的治治疗策略的系系统:该做什么？还要进行哪些些检验？常规查房时应应该注意哪些些变化？应当给予什么么样的药物或或治疗？告诉病情的最最佳方法是什什么？把经济和伦理理上的问题医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

实际上的系统统往往是上述述两种方式的的混合式。把把病人的治疗疗和诊断割裂裂开是很困难难的,而且给病人更更多的有用信信息有益无害害。医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

医疗决策支持持系统2.干预的类型：：按照决策知识识系统发挥作作用的方式不不同可以分为为：（1）被动系统（2）半自动系统统（3）主动系统二、决策支持系统统的特点医疗决策支持持系统（1）被动系统医生必须向系系统明确提出出问题，描述述病人的情况况,然后等待系统统的建议。根根据系统所提提供的信息和和用户的要求求,被动系统还可可以进一步分分成两类:咨询系统：用用户提供病人人状况的信息息，系统提供供诊断和治疗疗建议。斯坦坦福大学的Shortliffe等开发的MYCIN系统就是一个个典型的咨询询系统。评议系统：用用户提供病人人的信息和医医生的治疗方方案，系统对对医生的方案案提出评价和和意见。由耶耶鲁大学的P.Miller等开发发的ATTENDING是该类类系统统的代代表，，如对对专家家提出出的某某一病病人的的麻醉醉方案案提出出评议议。二、决策支支持系系统的的特点点由斯坦坦福大大学开开发于于1970年代，，主要要功能能是对对细菌菌感染染进行行诊断断并提提出治治疗建建议。。细菌感感染时时，只只有对对感染染生物物进行行培养养才能能做出出“恰恰当””的诊诊断，，但是是这需需要48小时。。医生需需要根根据现现有的的数据据，快快速地地猜测测可能能的问问题所所在，，并使使用这这些猜猜想进进行““覆盖盖式的的”治治疗，，给予予能治治疗所所有可可能出出现的的问题题的药药物。。MYCIN系统在专家家系统统的课课程中中，如如果不不提及及Mycin就算不不上完完整，，它是是最早早开发发出来来的专专家系系统之之一，，其设设计为为商业业用专专家系系统和和专家家系统统外壳壳的设设计带带来了了深远远的影影响。。医疗决决策支支持系系统自动激激活，，“看看门狗狗”的的作用用。提供信信息、、广泛泛接受受的知知识、、和操操作规规程。。类型:自动提提示系系统:监视医医务人人员的的活动动，帮帮助他他们避避免重重复检检查和和处方方错误误辨认剂剂量错错误列出相相互冲冲突或或有明明显相相互作作用的的药物物报警系系统:监视病病人状状态信信号的的变化化，可可以提提示医医生异异常值值或异异常的的变动动生物或或生理理参数数的异异常值值某一参参数的的突然然上升升或下下降二、决策支支持系系统的的特点点（2）半自自动系系统医疗决决策支支持系系统自动激激活,可以不不通过过医生生干预预而自自动决决策。。对特定定病人人提出出相应应的建建议。。类型：：依据医医疗常常规开开出额额外的的检查查。对治疗疗的检检查：：如一一个封封闭系系统自自动采采取对对输液液的控控制。。监督：：如对对换气气机,心脏起起搏器器,透析监监视器器的智智能控控制外科手手术。。二、决策支支持系系统的的特点点（3）主主动系系统交互作作用角角度看看：被动系系统：：A半自动动系统统：C主动系系统：：BABC医疗决策支持系统

二、决策支持系统的特点

3.DSS系统中中知识识的类类型医疗决决策支支持系系统病案学术知识医疗决策经验经验有有助于于医生生认识识同样样的病病例并并从中中获益益。医疗行行为(如知道道如何何提问问或再再确认认)医疗常常规(如知道道如何何检体体或执执行医医疗程程序)。记录观观察到到的信信息:供决策策支持持系统统参考考。包含在在书本本和杂杂志中中。二、决策支支持系系统的的特点点不同类类型的的知识识在决决策过过程中中是相相互作用的的。学术知知识和和经验验决定定了用用于收收集信信息的的方法法和观观察的的质量量。经验可以印印证学术知知识并成为为学术知识识的一部分分。在病案中记记录的先验验诊断和决决策等是自自主学习和和修改决策策规则时必不可少少的。病案学术知识医疗决策经验医疗决策支支持系统二、决策支持系系统的特点点医疗决策支支持系统二、决策支持系系统的特点点1支持的类型型2.干预的类型型3.知识的类型型二、决策支持系系统的特点点医疗决策支支持系统三、决策支支持系统的的基本方法法运用数学模模型统计学方法法概率论为基基础的系统统人工智能和和专家系统统神经网络和和连接专家家系统三、决策支支持系统的的基本方法法医疗决策支支持系统1.运用数学模模型描述复杂的的生物学或或生理学系系统血液动力学学离子在组织织中扩散效效应药代动力学学三、决策支支持系统的的基本方法法这些模型可可以直接帮帮助决策被动模式：：分析一个个或几个参参数变化的的结果主动模型：：自动控制制系统中使使用。1.运用数学模模型中风预警模模型脑血管的血血液流量、、流速、血血管壁的弹弹性等11项脑血管功功能与中风风发病密切切相关。医疗决策支支持系统三、决策支支持系统的的基本方法法医疗决策支支持系统在决策分析析中最常用用的统计学学方法是多多元分析技技术，应用用这种方法法可以根据据病人的参参数Xi的值将病人人的诊断和和治疗进行行分类。首先搜集训训练的样本本，然后估估计其值和和系数ai，一旦决策策的等式建建立，就可可以将其应应用到某一一病人的身身上。2.统计学方法法三、决策支支持系统的的基本方法法医疗决策支支持系统f（D）=a1x1+a2x2+……amxm对于两种医医学诊断：：阑尾炎和和输卵管炎炎，有三个个体症和症症状：腹部部硬（AR），右下腹腹疼痛（PRLQ）和左下腹腹疼痛（PLLQ）。我们可可以运用下下面的判别别式：f（阑尾炎））=4AR+10PRLQ-10PLLQf（输卵管炎炎）=3AR+5PRLQ+5PLLQ如果一个病病人有双髂髂窝疼痛而而无任何腹腹部症状，，我们可以以得出：f（阑尾炎））=0+10-10=0f（输卵管炎炎）=0+5+5=10因此，可能能的诊断是是输卵管炎炎。统计的方法法包括多元元回归和判判别分析，，判别分析可可以用于诊诊断，而多多元回归可可以用于预预后和治疗疗的分类上上。以下面面的模型为为例：三、决策支支持系统的的基本方法法医疗决策支支持系统3.概率论为基基础的系统统贝叶斯公式式和决策理理论。观察疾病（（Di）的诊断在体症（S）存在的前前提下发生生的后验概概率P（Di|S）通过该诊断断的先验概概率P（Di）和在诊断断存在的条条件下该体体症出现的的概率来计计算P（S|Di）：P（Di|S）=[P（Di）*P（S|Di）]/[∑P（Dj）*P（S|Dj）]三、决策支支持系统的的基本方法法优点：贝叶斯公式式考虑到了了阳性和阴阴性的信号号，其结果果比较可靠靠。与专家的一一致率超过过70%，而且当学学习库中的的病例数增增加时其结结果也会有有所改进。。如果没有病病例数据库库，先验概概率和条件件概率也可可以先由专专家估计，，然后在建建成病例库库之后又通通过病例库库计算出的的真实概率率来代替之之。医疗决策支支持系统三、决策支支持系统的的基本方法法医疗决策支支持系统局限性：决策的穷举举性:即各诊断概概率之和为为1。可以建一一个“其他他”类以包包括所有的的病例，这这一类成分分混杂，只只能代表所所有决策中中很小的一一部分。决策的排他他性：排他他性实际上上很少存在在（有时一一个病有多多个诊断））。尽管如如此，总是是可以建立立一个附加加的决策类类将两个诊诊断合并在在一起。诊断体症的的独立性：：两种体症症很少相互互独立，而而且其相互互关联的程程度随着诊诊断的不同同而不同。。因此，在在病例库中中这些联系系就十分重重要，如果果两个体症症显示出有有关联，只只留下最显显著的一个个。一些数数学手段可可以用来处处理一些相相互反应。。三、决策支持持系统的基本本方法P（Di|S）=[P（Di）*P（S|Di）]/[∑P（Dj）*P（S|Dj）]医疗决策支持持系统4.人工智能和专专家系统人工智能（AI）是有关计算算机智能化的的理论和技术术的研究。该该领域有两个个目标：Ø提高计算机实实用性。Ø提高对人类智智能机制的理理解。AI是个交叉学科科：计算机科科学，语言学学，认知心理理学，AI研究的主要领领域是建立专家系统,即利用专门的知识和推理机制开发出某一领领域的高水平平的计算机操操作程序。三、决策支持持系统的基本本方法医疗决策支持持系统专家系统中：：知识库：知识识一般以规则则和结构的形形式存在,与数据或事实实库分开推理机：专家家系统既使用用经典的逻辑辑,也使用能处理理不确切性的的逻辑。它们们允许进行自自学推理。IfC/chemicallyinducedANDD/adverseeffectsthenDinducesC三、决策支持持系统的基本本方法规则IF[(性别=男)AND(体重=肥胖)AND(47<年龄≤55)AND(97<血糖≤571)]THEN高血压比率=66.20%IF[(性别=男)AND(体重=肥胖)AND(50<年龄≤55)AND(103<血糖≤571)]THEN高血压比率=79.12%IF[(性别=男)AND(体重=肥胖)AND(44<年龄≤50)AND(家庭有中风史史)AND(0<小便PH值≤60)AND(92<血糖≤571)]THEN高血压比率=77.65%三、决策支持持系统的基本本方法对于定义清楚楚又没有算法法的问题，可可以通过咨询询专家建立知识库。专家系统目前前存在的问题题：建立和维维护知识库。。组成知识库的的几个学科（（如解剖学、、生理学、病病理学），知知识上往往有有不一致甚至至是相互矛盾盾之处。把知识分解成成规则和结构构化的对象并并非如想象的的那么简单。。专家系统没有有感觉器官，，有限的推理理机制(如归纳和演绎绎)并不总是与专专业人员的推推理机制相一一致,专业人员更注注重直觉和联联想在把新型知识识与原有的知知识组合起来来还有困难，，离开本专业业领域也会有有感知上的困困难。医疗决策支持持系统5.神经网络人脑由百亿条条神经组成—每条神经平均均连结到其它它几千条神经经。通过这种种连结方式，，神经可以收收发不同数量量的能量。三、决策支持持系统的基本本方法神经的一个非非常重要的功功能是它们对对能量的接受受并不是立即即作出响应，，而是将它们们累加起来，，当这个累加加的总和达到到某个临界阈阈值时，它们们将它们自己己的那部分能能量发送给其其它的神经。。大脑通过调节节这些连结的的数目和强度度进行学习。。尽管这是个个生物行为的的简化描述。。但同样可以以充分有力地地被看作是神神经网络的模模型。人工神经网络络有箭头相连的的节点或神经经元Ui输入层隐蔽中间层输出层信息：通过一一个或一系列列的神经元前前传到输出层层。一个神经元的的刺激水平等等于所有相连连神经元刺激激ωi之和,如果刺激总量量超出某一活活动域值θi,神经元就会刺刺激其他与之之相连的神经经元。医疗决策支持持系统三、决策支持持系统的基本本方法神经网络系统统的第一个实实例是模式识识别系统，用用于识别字母母、声音、图图像轮廓等,特别适用于诊诊断分类,在有足够的病病例库时,输入层代表着着症状而输出出层代表着诊诊断医疗决策支持持系统三、决策支持持系统的基本本方法乳腺癌针吸细细胞形态定量量的人工神经经网络诊断模模型的建立及及应用研究针吸细胞学涂涂片形态定量量测定6O例乳腺癌3O例乳腺良性病病变29项形态参数进进行人工神经经网络建模分分析，并用盲盲法对其鉴别别诊断能力进进行评价。所建立的网络络模型经过l4次训练后即可可达到误差要要求，诊断模型对乳乳腺癌及乳腺腺良性病变的的诊断正确率率为100％，其特异异性和敏感性性均为100％。乳腺癌针吸细细胞形态定量量的人工神经经网络诊断模模型的建立及及应用研究选择的定量参参数共有29个，分别是：：与细胞及细胞胞核有关的面面积、周长、、直径、形态态因子、圆球球度、异形指指数、x投影、Y投影、s体积、L体积等20个参数与细胞浆有关关的细胞浆面面积、胞浆厚厚度Me、胞浆厚度Ma、胞浆厚度Mi等4个核浆比值、核核浆中心距及及细胞比表面面、细胞浆及及细胞核体密密度。医疗决策支持持系统一、概述二、决策支持持系统的特点点三、决策支持持系统的基本本方法四、决策支持持系统的实施施五、决策支持持系统的例子子MedicalDecisionSupportSystemMDSS医疗决策支持持系统尽管人们为开开发决策支持持系统花费了了相当大的功功夫，真正在在临床实践中中投入运行的的系统依然不不多。必须强调决策策系统的安装装问题，以及及更为具体方方法的安装问问题。四、决策支持持系统的实施施1用户界面2知识的采集与与表达3评价与有效性性系统4在信息系统中中合成决策支支持系统医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施1用户界面用户界面是系系统能否被接接受的关键因因素，有些系系统不能吸引引医生。为能能够使系统在在正常工作环环境下工作,必须认真设计计界面的功效效学。系统应该简单单易学,使用方便。决策支持系统统要求的数据据不应当与病病历录入的内内容重复。任何情况下都都应当对提供供给系统的信信息进行核对对,以保证决策支支持系统的可可靠性。医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施大多数的决策策支持系统需需要一个可靠靠的病历库。。这一病历库用于设置诊断断的先验概率和后后置概率，纪录决策及及其结果以及及生成的知识识。这个库还需要要一个辅助结结构:即时数据录入入，连接管理理附属系统的的系统以避免免信息重复录录入，培训职职员如何使用用软件等。2.知识的采集与与表达知识系统,如专家系统，，依赖于本专专业的公认的的专家。问题题：开发用于输入入知识和更新新知识的软件件还比较困难难。专家们的观点点有时可能相相互矛盾,或者摇摆不定定。理想的知识库库应当是完整整的(即所有可能的的病例都应当当考虑到,必要的知识必必须存在),同时也不能相相互矛盾。并不是所有的的知识都能够够表达,尤其是一些医医疗上约定熟熟成的习惯和和行为。医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施决策支持系统统的评价其实是是知识库有效性评价的的方法学问题题。在评价决决策支持系统统方案时,必须参考决策策的知识。医医学中往往不不存在金标准准,专家也并不是是总同意所选选的方案，这这使得决策支支持系统的评评价更加复杂杂化。3.系统有效性的的评价任何情况下,统计学的评价价并不总是令令人满意。因因为它们只是是从样本中获获得的百分比比。有的系统统,在95%的时间里与专专家一致,而只有5%的时候不一致致。而此时一一个病人的生生命会因为一一个错误的决决策而失去,我们应该如何何评价这样的的系统?医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施传统上的医院院信息系统是是围绕病人数数据库建立起起来的，为了了方便不同的的医疗科室和和行政部门找找到所需要的的信息。传统统上的系统通通常是管理病病人的行政和和后勤工具,而不是管理医医学信息的系系统。现有在在医院信息系系统中合成医医学知识的做做法。4.在信息系统中中合成决策支支持系统全面的病人保保健要求将下下面5种信息合成在在一起:病人信息医学知识医务人员的通通讯通知病人医院管理和后后勤数据将来,医院信息系统统必须包括所所有这些领域域,特别是理论上上与实践上的的医学知识。。医疗决策支持持系统四、决策支持持系统的实施施4.在信息系统中中合成决策支支持系统医疗决策支持持系统一、概述二、决策支持持系统的特点点三、决策支持持系统的基本本方法四、决策支持持系统的实施施五、、决决策策支支持持系系统统的的例例子子MedicalDecisionSupportSystemMDSS医疗疗决决策策支支持持系系统统五、、决决策策支支持持系系统统的的例例子子由犹犹他他洲洲盐盐湖湖城城的的LatterDaysSants(LDS)医院院开开发发。。一个个半半主主动动系系统统,每次次病病历历更更新新都都会会激激活活决决策策支支持持模模块块,与医医院院信信息息系系统统结结合合的的非非常常完完美美。。HELP：HealthEvaluationthroughLogicalProcessing医学知识库医疗药物医嘱药剂师输入护士输入病史,过敏史等HELP病人数据库数据驱使的HELP系统接触医生药物合适否?改变处方?登录主诉并改变分发和评价HELP：HealthEvaluationthroughLogicalProcessingYNYN一个个处处方方控控制制系系统统的的结结构构。。处方方一一旦旦通通过过交交互互方方式式录录入入，，马马上上处处于于控控制制之之下下。。如如果果需需要要的的话话就就产产生生警警告告。。由医医生生、、药药剂剂师师和和药药理理学学专专家家组组成成的的医医院院药药物物委委员员会会通通过过用用逻逻辑辑标标准准维维护护知知识识库库来来控控制制处处方方。。对药药物物过过敏敏、、药药物物和和饮饮食食间间、、药药物物剂剂量量间间、、药药物物和和疾疾病病间间、、试试验验实实剂剂量量和和药药物物剂剂量量间间的的相相互互作作用用会会产产生生提提示示。。如果果一一个个病病人人氨氨基基葡葡萄萄糖糖治治疗疗，，系系统统会会建建议议每每三三天天检检查查一一次次病病人人的的肌肌苷苷酸酸。。HELP：HealthEvaluationthroughLogicalProcessing警告告系系统统监监视视实实验验室室数数据据的的异异常常值值或或剂剂量量错错误误，，在在某某些些病病例例，，如如酸酸碱碱平平衡衡问问题题,还会会应应用用到到诊诊断断。。例例如如，，监监测测传传染染病病的的模模型型