医学信息学09(决策方法)-5.ppt

一、决策类型 （1）诊断这是对可得数据进行分析，以便对某个病人症状做出病理生理解释。 （2）与诊断同样重要的是诊断过程；如决定提哪些问题，安排什么样的检查，进行哪些操作，以及确定与相关风险或经济成本有关的结果的价值等。,第五节 临床决策支持系统,第五节 临床决策支持系统,二、满意决策的前提条件 （1）精确数据 精明的决策必须要有适当的数据，但不是数据越多越好；还有就是数据的质量。 临床数据常常必须要得到确证。 （2）相关知识 决策人员必须有医学方面的广博知识，非常熟悉他们的专长，而且能找到可提供额外信息的信息资源。,（3）解决问题的相关技能 决策者必须知道如何对某一任务确定适当的目标，如何对每一目标进行论证，以及对诊断程序或治疗方法的成本和收益之间的比值做出清晰的估算。,第五节 临床决策支持系统,三、计算机在决策支持中的作用 任何处理临床数据或医学知识的计算机系统都能为决策提供支持。可以归为五类： （一）信息管理工具 卫生保健信息系统和信息检索系统是管理信息的工具。 一般说来，信息管理工具为临床人员提供所需的数据和知识，但它们并不帮助临床人员应用这些信息到某个特殊的决策任务中。,第五节 临床决策支持系统,第五节 临床决策支持系统,（二）提醒工具 对不正常值进行标识，或提供一览表以对各种不正常值进行可能解释的临床实验室系统，或提醒药物提供者可能的药物相互作用的药物系统，都是提醒用户注意的工具。 这类工具通常运用简单的逻辑，显示固定的列表或说明，作为对某个明确或潜在的异常的一种标准反应。,（三）为医嘱登录提供帮助 实时检查临床医生直接登录的医嘱是临床计算应用最成功的例子。 （四）为诊断提供帮助 这是临床决策支持系统的早期目标。 （五）审查新的临床数据 在某些情况下，需要将临床事件,如新的或已变化的实验室检查结果、出院，或事件组合在发生事件时提醒医生注意。事件的提醒物就是这种情况下的应用。,第五节 临床决策支持系统,第五节 临床决策支持系统,英国University of Ledds的deDombal及其同事开发的Ledds腹痛系统是用贝叶斯概率理论开发的决策工具。 该系统使用来自数千病人的高质量数据，利用贝叶斯定理，分析各种体征和症状的敏感性、特异性以及疾病现患数据，以及试验结果，来计算七种可能急腹痛的概率。为使贝叶斯计算易于处理，程序做了两种假设： 这七种诊断发现在条件上是独立的； 这七种诊断是互相排斥的。,第五节 临床决策支持系统,MYCIN采用计算机辅助决策支持思路，即人工智能方法。 一个生成规则就是一个将各种观察与相关推断关联起来的条件陈述。 MYCIN根据“假如-那么”的结构，将它的知识编码在将近500条规则中。它实际上是一种条件陈述，将观察与从观察得出的相关推断联系在一起。它允许用户对“为什么做出某个决策，和怎样做出某个决策”提出问题，并提供解释的机制。,第五节 临床决策支持系统,MYCIN的结构,咨询程序,解释程序,提问/回答 程序,知识获取程序.,病人数 据库,知识库,HELP(Health Evaluation through Logical Processing)系统是由盐湖城的LDS医院开发的一体化的医院信息系统。它在常规病历系统中加入了一个监控程序，和在“HELP区段”或逻辑模块中加入了存储决策逻辑的机制。另外系统还有一种特殊警告、警示和报告的事件驱动生成机制。,第五节 临床决策支持系统,第五节 临床决策支持系统,四、有关决策支持系统的五个层面 （一）系统功能 决策支持程序一般分为两类： （1）就确定某个病人的真实情况对卫生 保健工作人员提供帮助； （2）就上述病人做什么对卫生保健工作人员提供帮助。 两者的区别于联系：如果不对某个行动的成本和收益进行平衡，就难以为病人制定出该做什么的详细计划。但确定某个病人的真实情况，从理论上讲是不要考虑成本和风险的。,第五节 临床决策支持系统,（二）咨询模式 绝大多数决策支持程序以被动方式给临床人员提供咨询。 （三）交流风格 一般说，决策支持系统咨询模式或鉴定模式下运行。 在咨询模式下，程序起顾问者的作用，接受特定病人的数据，提出问题，就诊断或处理为用户生成咨询意见。,第五节 临床决策支持系统,在鉴定模式下，对病人正在发生的事情，或什么样的处理比较恰当，临床医生会有一个预先的想法。然后计算机对用户自己的想法起一个共鸣的作用，表示同意，或建议用其他合理的替代方法。 （四）基础的决策方法 用在决策支持系统设计和实施中的技术种类繁多。最简单的是有临床医生设计的解决具体问题的逻辑方法，但因在计算机上使用的长处不清楚，而且用于常规工作又过分简单，多数被医生拒绝使用。,第五节 临床决策支持系统,在医学的绝大多数决策中，要权衡诊断或处理某病人是采取行动的成本和收益，研发人员同样开发了许多依赖决策分析方法的工具。决策分析将清晰决策的理念，和与实施这些决策可能出现的各种结果相关的效用理念加到贝叶斯推理中。 有两类程序： 一类是专为分析人员所用，以具有决策分析的详细知识为前提条件；,第五节 临床决策支持系统,第二类是在系统内使用决策分析概念，用于对临床医生进行咨询，这些医生未受过这些技术的专门培训。 在这类程序中，基础的决策模型一般是事先规定了的，或者是列举所有可能决策和所有可能结果的决策树，或是信念网络，在其中加上了清晰决策和效用节点，叫做影响图形。,第五节 临床决策支持系统,人工神经网络(Artificial Neural Networks, ANN )是在对人脑组织结构和运行机智的认识理解基础之上模拟其结构和智能行为的一种工程系统。 计算机进行分类的许多程序，分类时将描述某一已知病例的一组发现作为输入，产生出一组数字作为输出，每一输出对应于能够解释这些发现的某一特殊分类的可能性。,第五节 临床决策支持系统,程序是通过一种多层节点网络传送经仔细计算的权重而完成这些分类功能的。 对任何一类的决策问题来讲，网络结构是统一的，与每一节点有关的权重经过校准，以便网络能对任何一组的输入生成正确的分类。,第五节 临床决策支持系统,人工智能与心理学以及计算机逻辑处理建模紧密联系。 临床决策通常要求在不确定情况下进行推理，医学上基于知识的系统必然要与贝叶斯定理相结合，或处理不完全证据和有关所建议的干预措施效果不确定的特别方案相结合。 基于知识的系统的最大特点是：知识库编码一个非数值定性模型，该模型表示各种推理是如何与获得某一病例的抽象结论关联的。,第五节 临床决策支持系统,（五）人机相互作用 尽管决策支持系统有做出与人工咨询建议类似的正确诊断或提出治疗建议的能力，但这只是系统成功的一部分。 决策支持成分最好嵌入到已是用户日常专业化工作一部分的某些大的计算机系统中，这样做出决策支持就是专业化日常工作的一种“副产品”。,第五节 临床决策支持系统,五、决策支持工具的构建 （一）病人数据的获取和确证 在决策支持工具的构建中，开发精确、完整、高效捕捉病人数据的有效技术是最具挑战性的工作。 语音和图形的某种结合，配合上一体化的数据管理环境，可以防止将同样的信息累赘地录入到一个医院或诊所内的综合计算机系统中是关键性的进步。这将吸引繁忙的临床医生和其他卫生保健工作人员使用基于计算机的各种工具。,第五节 临床决策支持系统,数据获取问题远不止是数据录入本身。主要的障碍是，目前缺乏一种以计算机能解释的形式，表达绝大多数临床情况的各种标准化方法。,第五节 临床决策支持系统,（二）建立医学知识模型 生成基于计算机的决策支持系统要求大量的建模工作：决定什么样的临床特征与病人数据是有关的，搞清概念和对决策任务有影响的各个概念之间的关系，明确解决问题的策略，以便能运用有关的临床知识获得恰当的结论等等。 构建任何决策支持系统，不管其基础的决策方法是什么，都需要开发一种模型，该模型既含有所需解决问题的特性，又有告知如何解决问题的临床知识。,第五节 临床决策支持系统,（三）医学知识的导出 计算机程序通过直接与专家互动，而获得决策支持方案的知识基础，这样就不需要计算机编程员作为中间人。在这些方法中分析人员首先必须与临床专家紧密合作，建立相关应用领域的模型。 （四）医学知识的表述和推导 改进对人解决问题的心理学理解是一个特殊重要领域，它可帮助研究人员开发决策支持工具，这些工具更详细地模拟临床专家如何从观察到诊断或处理的过程。,第五节 临床决策支持系统,（五）确证系统性能 当一个评价性能的金标准存在时，正规的研究可以对程序提供的咨询与公认的“正确”标准的咨询进行比较。 在治疗-咨询系统的情况下，金标准更难界定。 （六）整合决策支持工具 为将决策支持工具与日常的临床任务进行有效整合，需要将基于知识的计算机工具与存储、操作和检索具体病人信息的程序紧密结合。,第五节 临床决策支持系统,六、临床决策支持系统举例 （一）诊断：Internist-1/QMR项目 Internist-1是20世纪70年代在美国匹兹堡大学医学院开发的大型诊断程序，后来演变为有名的决策支持系统（quick medical reference，QMR）。 Internist-1项目的最初目的是构建内科诊断模型。,第五节 临床决策支持系统,Internist-1与以前的诊断程序不同的一个重要特点是：Internist-1能够按当前的鉴别诊断未能很好解释的某些发现放在一边，并在做出初步诊断后放回这些发现。 Internist-1能诊断多种共存疾病，并且不做出相互排斥和圆满的假设，绝大多数贝叶斯诊断程序具有这样的特点。,第五节 临床决策支持系统,Internist-1在大型机上运行，不适合由卫生保健人员个人广泛使用； QMR能以三种模式向卫生保健专业人员提供服务，其基本服务模式是专家咨询系统，比Internist-1提供更多的咨询。 QMR同时能用作电子教科书。,第五节 临床决策支持系统,（二）EON系统 EON系统是由斯坦福大学开发的第二代基于知识的系统，就按处理方案和指导方针进行治疗的病人的保健问题，为卫生保健工作人员提供帮助。EON自己不能独立运行，它规定一套软件成分，该成分必须嵌入到某些临床信息系统中。,第五节 临床决策支持系统,软件成分主要有三方面： 1、Problem solvers（问题解决者） 如果某个病人即将根据事前确定的临床方案接受治疗，就应该在某个特定的时间给予该项治疗； 确定是否任何方案对某个已知病人都是合适的。 2、konwledge bases（知识库） 编码对临床方案的描述，其方法是在EON系统中，所有的问题解决者都能检查共享的前后一致方案知识表述，这样使用方案知识库去解决它们的特殊任务。,第五节 临床决策支持系统,3、database mediator（数据库中介） 数据库中介在EON中所有问题解决者和存储所有病人数据的数据库之间发挥一种渠道作用。 该中介将所有EON问题解决者与查询病人数据的许多逻辑问题区隔开来，并弄清各种数据之间的时间依赖关系。中介内部包括某个问题解决者，后者承担将时间定向的病人数据概括为更高层次概念的特殊任务，即摘要系统（resume system）。 以摘要解决者为基础的方法是基于知识的时间-概括方法。,第五节 临床决策支持系统,EON中的各种成分被设计成可以彼此结合和匹配，以产生不同个决策支持功能。 EON的结构同样使添加新的解决问题成分变得相对直截了当。 除了临床决策提供支持外，在医药卫生领域计算机决策支持已经扩展到医学预防和疾病监测等诸多领域。,第五节 临床决策支持系统,在医学预防方面，法国开发了医学预防计算机决策工具，叫做个性化危险估计系统（personalised estimate of ris