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臨床決策支持系統(tǒng),教學(xué)目標(biāo),2,教學(xué)內(nèi)容,3,臨床決策支持系統(tǒng)概述,4,為什么需要臨床決策支持系統(tǒng)？,什么是臨床決策支持系統(tǒng)？,臨床決策支持系統(tǒng)的架構(gòu),臨床決策支持系統(tǒng)概述,5,什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)問題，通過人機(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(shí)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,臨床決策支持系統(tǒng)概述,6,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)更新無法與急劇增長的醫(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,臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）架構(gòu),臨床醫(yī)生看病的過程實(shí)際上是對(duì)病人信息進(jìn)行綜合分析處理的過程，這個(gè)過程主要包括三個(gè)階段，觀察、診斷和治療,醫(yī)生看病的自然過程,8,臨床決策支持系統(tǒng)概述,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,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,全局 數(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(shí)、規(guī)則和操作,用戶 User,CDSS的功能與特點(diǎn),10,CDSS的目標(biāo)與功能,基于知識(shí)庫的CDSS,基于非知識(shí)庫的CDSS,CDSS的功能與特點(diǎn),11,CDSS的目標(biāo)與功能,CDSS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),12,基于知識(shí)庫的CDSS,知識(shí)庫,接口,推理機(jī),系統(tǒng)使用者,基于知識(shí)庫的CDSS基本結(jié)構(gòu)圖,通常采用IF-THEN規(guī)則來存儲(chǔ)和管理知識(shí)，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),13,基于非知識(shí)庫的CDSS,基于非知識(shí)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(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得到合適的CDSS結(jié)果。,CDSS的構(gòu)建方法,14,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),遺傳算法,產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng),邏輯條件,因果概率網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,15,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)圖來表示變量間概率依賴關(guān)系的模型。 條件概率：,,CDSS的構(gòu)建方法,16,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,17,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,18,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,19,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,20,貝葉斯網(wǎng)絡(luò),CDSS的構(gòu)建方法,21,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,22,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,23,遺傳算法,特點(diǎn)：基于非知識(shí)庫的系統(tǒng)，無需輸入知識(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(gè)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(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,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,Y,N,遺傳算法流程圖,CDSS的應(yīng)用與發(fā)展,25,Mycin專家系統(tǒng),Internist-1和QMR系統(tǒng),CDSS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)。,Mycin專家系統(tǒng),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=0.6,CDSS的應(yīng)用與發(fā)展,27,Internist-1是一種普通內(nèi)科診斷計(jì)算機(jī)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。,Internist-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,28,Mycin和Internist-1/QMR系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),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(dòng)導(dǎo)入HIS中的資料,CDSS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)建模，由任務(wù)模型指導(dǎo)問題解決組件的選擇,模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、隨時(shí)隨地下載組裝、適應(yīng)不同的決策支持需求,流暢地整合到臨床工作流，自動(dòng)決策支持,本體、語義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在CDSS的知識(shí)管理中廣泛應(yīng)用,應(yīng)用效果評(píng)價(jià)（詢證健康信息學(xué)）、倫理與法律問題考慮,未來發(fā)展,30,,,,,模擬醫(yī)學(xué)決策，讓基于指南的診療計(jì)劃更加靈活,