（生物医学工程专业论文）基于Arden语言的临床诊疗指南的可视化表达.pdf

浙江大学硕卜学位论文捅要 在明确了可视化对象、可视化方法的基础上，设计了可视化方案架构， 并结合架构的需要设计了可视化中间语言和可视化工具： 选择糖尿病临床诊疗指南作为可视化案例，并将破伤风防治的临床指南 实现可视化，证实了方案的可行性。 关键字：临床诊疗指南，可视化表达，流程图，a r d e ns y n t a x ，s v g i v 浙江大学硕卜学位论文a b s t r a c t a bs t r a c t i m p l e m e n t i n gt h ec l i n i c a lg u i d e l i n e si si n t e n d e dt oi m p r o v es a f e t y , q u a l i t y , a n d c o s t e f f e c t i v e n e s s t h ei m p o r t a n c eo fc l i n i c a lg u i d e l i n e sh a sa l r e a d yb e e nw i d e l y r e c o g n i z e d h o w e v e r m o s tc u r r e n tc l i n i c a lg u i d e l i n e sa r eb a s e do nt h es t a t i ct e x t , w h i c hi sv e r yi n c o n v e n i e n tt or e f e rt oa n dd i f f i c u l tt oi m p l e m e n ts t r i c t l yi nc l i n i c a l p r a c t i c e ；a n db e c a u s et h ec l i n i c i a n s 伽n o tm a s t e rs om a n yd i f f e r e n tc l i n i c a l g u i d e l i n e so fs p e c i a ld i s e a s e s ，t h e ya r eo f t e nn o tc o n c e r n e da b o u to t h e rs p e c i a l d i s e a s e s ，w h i c hc u m b e r st h ee a r l yd i a g n o s i sa n dd i s e a s ep r e v e n t i o n c o m p a r i n gw i t ht h ec l i n i c a lg u i d e l i n e sw h i c ha r eb a s e do nt h es t a t i ct e x t ，t h e d i g i t a lc l i n i c a lg u i d e l i n e sc o u l d ：1 ) c o m b i n ew i t ht h em e d i c a lr e c o r d s ，a u t o m a t i c a l l y p r o v i d ec l i n i c a ls u g g e s t i o n0 fr e c o m m e n d a t i o ni nt h ec l i n i c a lp r a c t i c ea c c o r d i n gt o t h ec l i n i c a lg u i d e l i n e s ，a n dr e a l i z et h es t a n d a r dd i a g n o s i sa n dt r e a t m e n fw i t h o u tt h e n e e do fr e f e r r i n gt ot h ec l i n i c a lg u i d e l i n e s ；2 、h a v eac o m p r e h e n s i v ej u d g m e n to f p a t i e n t sp h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r sa c c o r d i n gt ov a r i o u sd i s e a s e s c l i n i c a lg u i d e l i n e s ， d e t e c tt h en o n - s p e c i a ld i s e a s e sa n dp r o v i d et h ei n t e l l i g e n tr e m i n d e r st oc l i n i c i a n s ， w h i c hi sb e n e f i c i a lt oe a r l yd i a g n o s i sa n dd i s e a s ep r e v e n t i o n h o w e v e r , a sd i g i t i z e d c l i n i c a lg u i d e l i n e sa r ee n c o d e dw i t he n g i n e e r i n gl a n g u a g e ，a n da st h e r ea r ee s s e n t i a l d i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ee n g i n e e r i n gl a n g u a g ea n dt h ec l i n i c a ll a n g u a g e ，i ti sd i f f i c u l t f o rc l i n i c i a n st om a s t e rt h ed i g i t i z e dc l i n i c a lg u i d e l i n e s h e n c et h ed i g i t i z a t i o no f c l i n i c a lg u i d e l i n e sc a r lb ea c h i e v e d o n l yt h r o u g ht h er e p e a t e dc o m m u n i c a t i o n b e t w e e nt h ec l i n i c i a n sa n dt h ee n g i n e e r s t h i sm o d em a k e si tv e r ys l o wt od i g i t i z e t h ec l i n i c a lg u i d e l i n e s ，a n de v e ne n du pw i t hs e r i o u se r r o r s t h e r e f o r e ，i no r d e rt o s o l v et h ep r o b l e mi nu n d e r s t a n d i n gt h ed i g i t i z e dc l i n i c a lg u i d e l i n e s ，t oi m p r o v et h e q u a l i t yo ft h ec l i n i c a lg u i d e l i n e s ，a n dt oa c c e l e r a t et h ew o r ko fd i g i t i z i n gt h ec l i n i c a l g u i d e l i n e s ，w ee x a c tat o o lw h i c hc o u l dl e tt h ec l i n i c i a n sd i r e c t l yp a r t i c i p a t ei nt h e c l i n i c a lg u i d ed i g i t i z a t i o nw o r k t h i sd i s s e r t a t i o nu s e sa r d e ns y n t a x ，ar e p r e s e n t a t i o nm o d e lo fc l i n i c a l g u i d e l i n e s ，t oe n c o d et h ec l i n i c a lg u i d e l i n e si nm e d i c a ll o g i cm o d u l e ( m u 田f i r s t , a n dt h e nv i s u a l i z et h ec l i n i c a lg u i d e l i n e sw i t hs c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ( s v g ) t h i s m e t h o dc a ne s t a b l i s hat o o lw h i c hc o u l dl e tt h ec l i n i c i a n sd i r e c t l yp a r t i c i p a t ei nt h e c l i n i c a lg u i d ed i g i t i z a t i o nw o r k t h e r e f o r e ，t h ec l i n i c i a n so n l yn e e dt op a ya t t e n t i o n t oc h e c kw h e t h e rt h ev i s u a l i z e dc l i n i c a lp r a c t i c eg u i d e l i n e ss a t i s f yt h er e q u i r e m e n t ， a n dm o d i f yt h e mo nt h i sb a s i st of o r ms t a n d a r d i z e dd i g i t a lc l i n i c a lg u i d e l i n e s i n v 浙江大学硕1 + 学位论文 a b s t r a c t f u t u r e ，t h ec l i n i c i a n sc o u l du s et h i st o o lt om a pt h ec l i n i c a lg u i d e l i n e sd i r e c t l yt o d i g i t i z et h ec l i n i c a lg u i d e l i n e s t 1 l u s i tc o u l de f f e c t i v e l ys o l v et h ep r o b l e mi n d i g i t i z i n gd i n i c a lg u i d e l i n e s t h e w o r ko ft h i sd i s s e r t a t i o ni n c l u d e s ： a n a l y z et h ec h a r a o e d s t i c so ft h ev a r i o u sc l i n i c a lg u i d e l i n e sr e p r e s e n t a t i o n m o d e l ，a n dt h e nc h o o s eo n eo ft h e ma sak n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o no fc l i n i c a l g u i d e l i n e s ； a n a l y z et h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h el o g i cv i s u a l i z a t i o nm e t h o d s t h e ns e l e c tt h e f l o w c h a r ta sc l i n i c a lg u i d e l i n e sv i s u a l i z a t i o nm e t h o d , d e s i g nt h ec r i t e r i o no f f l o w c h a r tw i t hc o n s i d e r a t i o no ft h ec h a r a c t e r i s t i c so fc l i n i c a lp r a c t i c eg u i d e l i n e s ； o nt h eb a s i so fc o n f i r m i n gt h ev i s u a l i z a t i o no b j e c t sa n dv i s u a l i z a t i o nm e t h o d , t h i sd i s s e r t a t i o n d e s i g n st h ev i s u a l i z a t i o np r o g r a ms t r u c t u r e ，a n dd e s i g n s v i s u a l i z a t i o ni n t e r m e d i a t el a n g u a g ea n dv i s u a l i z a t i o nt o o l sw i t ht h en e e d so f p r o g r a ms t r u c t u r e ； s e l e c tt h ed i a b e t e sc l i n i c a lg u i d e l i n e st ov i s u a l i z e , a n da l s ov i s u a l i z et h ec l i n i c a l g u i d e l i n e so ft e t a n u sp r e v e n t i o n , w h i c hc o u l dc o n f i r mt h ef e a s i b i l i t yo ft h i s p r o g r a m k e y w o r d s ：c l i n i c a lg u i d e l i n e s ，v i s u a lr e p r e s e n t a t i o n ，f l o wc h a r t , a r d e ns y n t a x ， s v g v i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得一滥姿盘茔或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名：毒鞫移签字日期：卿年月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 投进姿盘茔可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：砩 整字日期：融订年5 月7 同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： e m a i l 地址 新签名， 若；一 签字同期：西刁年多月7 r 电话 邮编 浙江大学硕卜学位论文 致谢 致谢 光阴荏苒，如白驹过隙，我在浙江大学生物医学工程与仪器科学学院攻读硕 士学位的生活即将结束，我的学生生涯即将画上一个圆满的句号。 值此论文完成之际，首先要感谢我的导师段会龙教授。在两年的研究生学习 期间，段老师以渊博的学识，严谨的治学，广阔的视野，深邃的思想带给我深 深的影响，使我学会了学习，在思考问题的方法上更进一步。我更要感谢段老 师以他的平易近人、言传身教，用他的人格魅力，让我在每次面临困难时都能 鼓起勇气，积极面对，让我对人生有了新的感悟。这些都将使我终身受益。在 此向段老师表示诚挚的敬意和感谢，并送上我最衷心的祝福。 感谢吕旭东副教授。吕老师在课题上给予了我循循善诱和诲人不倦的帮助、 教诲，让我获益匪浅。更重要的是，吕老师以他广博的知识、对问题的分析处 理能力，对待科研的严谨态度，让我懂得了如何去学着学习。诲人不倦谓之师， 我衷心的感谢吕老师所给予我的这笔无法衡量的财富。 感谢周群一老师在课题上给予我的指导和帮助。周老师对问题的前瞻性和分 析处理能力，他的热诚，他的认真，他的细致，以及对待科研工作一丝不苟和 认真负责的态度，在潜移默化中深深地影响了我。在此，我要再一次向周老师 表达我的感谢。 感谢安继业师兄，他对我的帮助令我难以忘怀。他热忱的工作态度、踏实的 工作作风，对我潜移默化；他对我的无私指导、对我的锻炼，都令我受益匪浅， 使我懂得了应如何工作，如何思考。 感谢实验室的邓宁、赵晨晖、李吴曼、刘鹏飞、黄正行师兄，张金艳师姐在 平时对我的帮助；感谢李悦溪、姜涛、陈星、吕颖莹，李俊杰、程文、孙德字， 王文心等同学，在你们身上我学到了很多，与你们一起工作学习、生活非常愉 快。 感谢维科软件公司的程贵红、王红霞、尹登峰、周幼静、贾沛沛、叶旭辉、 王衍、徐科敏、彭欣欣、汤雪华、陈玲玲、魏莉、顾筱芸、倪雅芬等对我工作 的支持。 感谢我的家人和朋友，他们在精神上和生活上给予我的支持和鼓励，使我有 信心克服一切困难，他们的关爱和支持永远是我不断进取的动力。 浙江大学硕l 。学位论文 致j 爿f 最后，向其他所有未提及的关心和支持我的老师、同学和朋友一并表示最真 诚的感谢和祝福。 郭玮 2 0 0 7 年6 月于求是园 浙江大学硕十学位论文 第一帝绪论 1 1 引言 第一章绪论 临床指南( c l i n i c a lg u i d e l i n e s ) 是为在临床诊疗中获得最佳效果的工具，它 的目的在于提高临床诊疗的安全性、质量以及成本效益。研究表明，如果l 临床 指南能够在患者诊疗期间为l 临床医生提供针对该患者特定的临床建议，那么临 床指南的应用就能够最大限度的影响到临床医生的行为“1 。从1 9 9 0 年美国医学 会( i n s t i t u t eo fm e d i c i n e ，i o m ) 发表报告以来，临床指南的重要性得到了广泛 的认可“1 。临床指南的使用方法对临床决策的制定有巨大的影响，这点已经被证 实。电子化的临床指南执行策略能够在患者治疗的关键时刻自动的提供针对该 患者的诊疗建议，这要比那些只能利用譬如在专题论文或学报里出版的临床指 南，或者那些通用的、与特定患者的病历数据无关的临床指南要有效的多。因 为电子化的临床指南必须通过临床决策支持系统( c l i n i c a ld e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m ，c d s s ) 才能在诊疗阶段提供给临床医生，所以它们必须能够表达为计算 机可读的形式，才能根据存储在电子病历( e l e c t r o n i cm e d i c a lr e c o r d s ，e m r s ) 中的病人数据进行自动推理“1 。因此，制定出高质量的临床指南文本是非常重要 的工作，而将其编码成为计算机可以识别的临床指南 ( c o m p u t e r - i n t e r p r e t a b l e - g u i d e l i n e s , c i g s ) 也是非常关键的。 有一些组织致力于将基于文本的临床指南编码成为计算机可以识别的指南 这一工作，并已经制定出一些通用模型。这些计算机可以识别的临床指南表达 模型可以提供针对患者个人的l 临床决策支持而不会中断临床工作流。另外，虽 然制定这些计算机可以识别的临床指南是一件既费时又昂贵的事，但重要的是， 它可以促进在希望使用这些既权威又高度发达的临床指南的机构和实体间实现 共享嘲。 这些i 临床指南表达模型的出现在不同程度上解决了临床指南数字化的问题， 但是在应用这些模型将基于文本的临床指南进行编码时，另一个亟待解决的问 题就是医护人员难于理解数字化的临床指南。一个高质量的数字化的临床指南， 一定是既含有准确有效的临床知识，同时又能快速准确的为计算机所识别。然 浙江大学硕卜学位论文 第一币绪论 而，由于数字化临床指南使用的是工程语言，与医护人员常用的临床语言相比 有着本质上的不同，这使得医护人员很难了解数字化临床指南。i | 缶床指南的数 字化只有通过医护人员与工程技术人员的反复沟通才能实现。这种工作模式使 得临床指南的数字化进程非常缓慢，严重者还会出现巨大的偏差。因此，亟需 一种可以让医护人员直接介入到临床指南数字化中的工具。 本文试图解决数字化临床指南难于理解问题，通过可视化临床指南，建立起 一种可以让医护人员直接介入到临床指南数字化工作中的工具。医护人员可以 通过可视化后的流程图纠正工程技术人员对临床指南的理解偏差，也可以通过 直接操作流程图从而形成规范的数字化的临床指南，提高临床指南数字化工作 的效率和质量。 1 2 临床指南与临床决策支持系统 数字化临床指南的直接服务对象是稿床决策支持系统。因此，有必要明确临 床指南在临床决策系统中的地位和作用，以及临床指南可视化对临床决策系统 的意义。 临床决策支持系统是为医生作出临床决策而设计的计算机程序，该系统用装 入的临床知识帮助医生分析患者数据并作出关于诊断、预防和治疗的决策“1 。 大部分c d s s 有四个基本组成：推理机( i n f e r e n c ee n g i n o ：，i e ) 、知识库 ( k n o w l e d g eb a s e , k b ) 、解释模块( e x p l a n a t i o nm o d u l e ) 及工作存储( w o r k i n g m e m o r y ) ，见图i - i 典型的c d s s 元素旧。m 是所有此类系统的主要部分，它 利用系统中的知识及病人的相关资料得出特定情况下的结论。正管理系统需要 迸行的行为，如它决定警报及信号的通路，或是诊断系统显示的结论。 临床决策支持系统内核的推理机可以根据知识库的知识和经验生成建议以 支持决策。由此可见，医学知识库是临床决策支持系统中的另一个重要元素。 知识库可在该领域的专家帮助下建成，也可用自动化过程，即利用电脑程序从 外部资源如数据库、书籍和文献中获得知识。数字化的临床指南属于知识库的 重要组成部分。 患者数据的集合可以存储在数据库中，也可以消息的形式存在。这一集合称 为“工作存储”。患者数据可能包括人口统计的( 如生日，性别) 、敏感症、 2 浙江夫学硕 学位论文第一章绪论 在用的药物、以前的病情，或其它信息。 解释模块并不出现在所有的c d s s 中，此模块负责为难的结论做出判断。 用 一解释模块 i 一三磊一 ；工作存储l 户 l 界 面 一悔 图卜i 典型的c d s s 兀秉 有文献指出，大多数人都认同c d s s 具有改善临床诊疗，至少改变医生行 为的作用。c d s s 在提醒、警告、治疗计划以及患者的教导方面都能有效的改 善临床实践行为“1 。尽管c d s s 的应用可以有效解决临床医生知识的局限性、 减少人为疏忽( 特别是药物定量方面) 、相对降低医疗费用等问题，为医疗质量 提供保证，但是具有诸多优点的c d s s 中真正为医生所接受并投入实际临床使 用的为数不多，其主要原因还是围绕在知识库上：不确定的知识表达与推理的 困难、知识更新的困难、知识库的透明性等问题。 作为临床决策支持系统知识库重要组成部分的临床指南，起着向推理机提 供临床诊疗知识的重要作用。临床指南的可视化可以解决临床决策支持系统在 投入使用中的知识库问题。医生可以通过修改可视化后的临床指南以达到知识 更新的目的，同时知识库的透明性也将大大提高。另外，对于同样一份临床诊 疗指南，通过计算机使其可视化后将具有了同样的可视化表达形式，不会存在 不确定的知识表达问题。可见，l 临床指南的可视化对于临床决策系统，有着重 要的意义。 1 3 临床指南可视化的意义 临床指南的可视化不仅对其直接服务对象临床决策支持系统有着重要 3 浙江大学硕 学位论文第一章绪论 意义，对于其阃接服务对象医护人员，也有着重要的意义： 对临床诊疗过程的解释。可视化临床指南能够直观的看到患者的诊疗经 过，对于诊疗过程能有直观的解释，临床医生能够对患者的治疗经过有 整体的把握。 临床直观教学。可视化后的临床指南是直观显示的，对于缺乏经验的新 医护人员来说能够学习经验，可以达到直观教学的目的。 人机交互。医生能够直接修改可视化后的l 临床指南，形成规范的数字化 临床指南，从而实现了入机交互。 1 4 研究目标及任务 通过以上叙述，可以看出临床指南的可视化主要解决医护人员难以理解数字 化的临床指南的问题，使临床医生能够直接介入到临床指南数字化的工作中， 以达到加快临床指南数字化进程，提高临床指南数字化质量，并对医护人员提 供切实便利的目的。 本着以上目的，将临床指南可视化时需要明确以下六点： 1 可视化对象。本文的可视化对象是临床指南，但是临床指南根据服务对 象的不同而不同，所以首先要明确可视化的对象，这是研究的第一步； 2 可视化对象表达模型。临床指南要实现可视化就要能被计算机识别，面 对众多的临床指南表达模型，选取哪一种作为本文研究的对象，是研究 的第二步；+ 3 。可视化方法。在明确了可视化对象和可视化对象表达模型后，接下来要 明确可视化方法。可视化方法的选取直接关系到方法医护人员对临床指 南的理解，因此选择一种合适的可视化方法非常重要。这是研究的第三 步； 4 可视化绘制规范。临床指南可视化时应具有统一的规范，保证不同的医 护人员对同一份可视化后的临床指南具有统一的理解。可视化规范的设 计应把握可视化的结果更容易为医护人员所接受，同时也容易被计算机 识别的原则。这是研究的第四步； 5 可视化语言。可视化的结果是面向医生的，同时也需要面向计算机，合 4 浙江丈学硕十学位论文第一章绪论 适的可视化语言应既方便根据可视化规则绘制可视化结果，又方便根据 可视化结果转到数字化的临床指南。这是研究的第五步； 6 可视化工具。明确了以上几点后，最后需要明确的可视化的工具。可视 化工具供医护人员直接操作可视化结果，它的选取要把握医护人员不熟 悉计算机的特点，选择广泛使用的，容易上手的工具。 本文的工作将根据以上六点展开，设计一套可视化方案，并选用发病率在我 国呈快速增长趋势的糖尿病的临床指南作为可视化的典型案例，结合国外已有 的破伤风防治的临床指南的可视化来对可视化方案进行验证。本文制定了四层 研究计划，具体如下： 第一层：建立可视化规范，此为可视化的基础； 第二层：实现临床指南数字化表达，并根据可视化方法实现该文件的可视 化。同时，实现从可视化结果到数字化临床指南的翻译。 第三层：实现当个体病历输入后，实现其诊断流程的动态可视化。所谓动 态，是指不同的病历输入后，形成不同路径的流程图。 第四层：实现当群体病历输入后，能够对每一份病历的动态可视化进行统 计，显示每一环节与原临床指南的符合程度。该工作的意义在于可以形成某一 类人群某一疾病的临床指南模型，并对原有临床指南的修正具有指导意义。 在这四层研究计划中，本文将着重实现第一、第二层，并对第三、第四层 的实现进行展望。 5 浙江大学硕i 学位论文第二帝临床指南| 了表达模型 2 1 引言 第二章临床指南与表达模型 近年来，临床指南迅速发展，成为临床实践的重要部分。开发大量高质量 的临床指南，指导、帮助基层医生从事预防、诊断、治疗、康复、保健和管理 工作是国际上近年来规范服务、加强服务质量管理、控制医疗费用的行之有效 的做法。临床诊疗指南的应用已逐渐成为一些国家f i 常 晦床质量管理工作的重 要组成部分。与国外相比，我国的临床指南开发工作还比较落后，国内出版的 指南数量较少、多数指南的质量较差、权威性较低。通过临床指南可视化来建 立一种可以让医生直接介入临床诊疗指南数字化过程中的工具，可以加快我国 临床指南的开发，并提高开发质量。 将临床指南数字化是临床指南可视化工作的第一步。本章将首先通过明确 临床指南的分类从而明确本文的可视化对象，其次对众多i 临床指南表达模型进 行分析，选取一个适合的作为本文的可视化对象表达模型。 2 2 临床指南分类 1 9 9 0 年美国医学研究所提出了目前一直被许多国家学者公认的临床指南的 定义：即系统开发的多组指导意见，帮助医生和病人针对具体的临床问题作出 恰当处理，从而选择、决定适宜的卫生保健服务。许多国家为开发临床指南制 定了符合本国国情的指南开发程序，其中，苏格兰医师学院问指南网络( s c o t t i s h i n t e r c o l l e g i a t eg u i d e l i n e sn e t w o r k , s i g n ) 推荐的临床指南的开发框架较具代表 性：指南开发组织一确定指南题目一组成专题指南开发组一系统文献评价一草 拟推荐建议一咨询及同行评议一发表与发行一地方应用一审计及评价。这是一 个环形发展的活动，其最终目标就是改善临床结局与提高病人的健康水平”。 常用的临床指南分类方法有两种： 根据临床指南的性质或开发过程，可大体将其分为基于共识的临床指南 ( o d i i s c n s u sb a s e dg u i d e l i n e ) 和循证临床指南( e v i d e n c eb a s e dg u i d e l i n e ) 两类。 6 浙江大学硕l ：学位论文 第二章临床指南表达模型 基于共识的临床指南是应用早期的指南编写方法，经来自不同学科领域的一组 专家及其他相关人员根据他们的临床经验和主观判断，就具体的医疗问题进行 开放式的充分讨论达成共识而拟订出指南的指导意见，由于其有效性和可靠性 不高，目前己难以被广泛接受。而循证临床指南，是在广泛收集l 临床证据的基 础上，按照循证医学的方法开发出的一组临床指导意见，科学性很强，已成为 指南发展的主流，而现代高标准的临床指南均为循证l 临床指南，因此后者有逐 渐取代前者的趋势。 根据临床指南面向的对象可以将其分为只面向临床医生和同时面向临床医 生与临床实验工作者两类。前者主要来自l 临床医学各个学术团体，其主要对象 是临床医生，集中解决临床医学中某一疾病或某一症状的问题。这类指南被命 名为c p g s ( c l i n i c a lp r a c t i c eg u i d e l i n e s ) 。这类指南对患者的益处是多方面的，最 大的益处是改善健康。使用有效干预措施以及摒弃无效治疗的指南可降低死亡 率和发病率，有效提高生命质量。后者主要由检验医学学术团体如国际临床化 学和检验医学联合会( i n t e r n a t i o n a l f e d e r a t i o no fq i n i e ：a ! c h e m i s t r ya n d l a b o r a t o r ym e d i c i n e ，w c c l m ) 和美国国家临床生化科学院c r h en a t i o n a l a c a d e m yo f c l i n i c a l b i o c h e m i s t r y ，n a c b ) 等制定。这类指南被命名为 l m p g s ( 1 a b o r a t o r ym e d i c i n ep r a c t i c eg u i d e l i n e s ) 。这些指南不仅面向临床医生， 还面向临床实验工作者和i 临床试剂生产者。指南内容主要针对特定的临床情况 ( 疾病和或症状) ，建议应进行哪些测试和，或应该摒弃或限制哪些测试。 本文研究的临床指南主要是面向临床医生的，其开发过程不在本文考虑之 列。因此，根据l 临床指南面向的对象分类，本文可视化的对象是面向临床医生 的临床诊疗指南。这种临床指南多是一种“状态一行为”描述，就是判断患 者具有怎样的症状而提醒临床医生怎样决策。例如2 型糖尿病患者高血糖的处 理指南中提到的： 治疗高血糖的起始阶段即使用二甲双胍，应用1 - 2 个月的过程中逐渐增加 剂量直到最大有效剂量。对空腹血糖水平 2 5 0m 鲥l 、随机血糖 3 0 0m g d l 、 糖化血红蛋白( h b a l c ) 1 0 或有高血糖症状的患者，起始治疗应当使用胰岛 素。 7 浙江大学硕i 学位论文第二章临床指南与表迭模型 2 3 临床指南表达模型 上一节中对可视化对象进行了明确，本节将针对本文所研究的面向临床医生 的临床指南具有的特点，对众多临床指南表达模型进行比较，确定一种表达模 型作为本文的可视化对象表达模型。 临床指南表达模型是计算机可读的对基于文本的临床诊疗指南的表示法。目 前大部分临床指南都是基于静态文本的，并且不能在临床医生最需要它们的时 候获得，即使当指南以电子形式存在，并能通过网络获得的时候，医生也很少 有时间及方法来决定这许多的指南中哪一个最适合他们的病人“。这种基于静 态文本的临床诊疗指南查阅非常不方便，使得很难在临床诊疗实践中得以严格 执行；而且医护人员无法对大量不同专科疾病的临床诊疗指南都熟记于心，经 常不会关注不属于本专科的疾病，因而不利于疾病的早期诊断和预防。为了解 决医生需求，并且保证诊疗的质量，人们需要更为精确的信息处理工具。由于 受到当前技术的限制，无法对未经组织的、基于文本的指南进行分析。因此， 需要机器可读的对基于文本的临床诊疗指南的表示法，即临床指南表达模型， 来促进指南的传播和应用。 2 3 1a s b r u 语言 a s b r u 是一种在斯坦福大学( s t a n f o r du n i v e r s i t y ) 开发的用以表达临床指 南的基于目的的语言“”。a s b r u 允许直接表达指南目的、病人状况、和开药行为， 这些都有时间模式。行动、计划、及目的构成了a s b r u 的基本概念。一个计划 由一组亚计划构成，亚计划指不能再被分解的行动。计划有各种状态：开始、 完成、暂停、重新开始和放弃，计划可以是相续的、并行的或循环的。目的、 状态及行为都以时间形式表示。a s b r u 现已投入使用，并仍在继续开发中。a s b r u 的优点在于： 1 ) 能够进行持续的诊疗； 2 ) 便于诊疗结合； 3 ) 有时间数据的提取。 8 浙江大学硕t ? 学位论文第二章临床指南表选模型 2 3 2 c p g - r a 结构 c p g r a ( c l i n i c a lp r a c t i c eg u i d e l i n e r e f e r e n c ea r c h i t e c t u r e ) 具有x m l 结 构，其目标在于使具有不同使用目的、不同观点以及不同结构的临床指南能够 表达为同一形式的叙述性的临床实践指南“4 ，解决临床指南标准不一，且未必 准确的问题。目前仍在开发中，尚未投入使用。 2 3 3e o n 系统 e o n 是在斯坦福大学开发的基于组成的表达系统。它在包含知识结构的基 础上来表达指南的一部分，包括域本体、合格标准、提取定义、指南算法、修 订规则、及时间查询语言。病人数据通过特定的时间数据库管理器从数据库中 获得，或者通过用户输入“”。然后在特定临床指南的基础上作出推荐。但因资 金问题，e o n 工程已与2 0 0 3 年结束。 2 3 4g a s t o n 系统 g a s t o n 是一套促进计算机可判断的、基于指南的决策支持系统发展应用 的方法和平台“”。g a s t o n 由马斯特里赫特大学( m a a s t r i c h tu n i v e r s i t y ) 医学 信息系及埃因霍芬理工大学( e i n d h o v e nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ) 信号处理系 统组联合开发。 在这一系统中，为重症监护病房( i n t e n s i v ec a r eu n i t ，i c u ) 开发了一个知 识获取环境，其组成包括：1 ) 一个图形的知识获取工具，2 ) 对提出的指南进 行逻辑及语义检验的工具，3 ) 一个含有临床患者数据的病人数据管理系统 ( p a t i e n td a t am a n a g e m e n ts y s t e m ，p d m s ) ，4 ) 一个用以提醒重症监护病房的 医疗工作者在治疗计划与实施指南出现了矛盾的专家系统。医生利用知识获取 工具获得指南，之后对指南进行一致性及准确性测试，随后将指南转移到提醒 系统的数据库中并通过以前患者的数据来验证，如果被证实，即可使用。 9 浙江尺学硕l 一学位论文 第二章临床指南j 表达模型 2 3 5g e m 模型 指南元素模型( g u i d e l i n ee l e m e n t sm o d e l ，g e m ) 由耶鲁大学医学会医学信 息中心( y a l ec e n t e rf o rm e d i c a li n f o r m a t i c sa ty a l eu n i v e r s i t ys c h o o lo fm e d i c i n e ) 于2 0 0 0 年提出，这是一种能标注不同信息于叙述型临床指南的方法。不同于其 它的指南陈述，g e m 编入了指南推荐的证据力度。g e m 层次包括了一百多个 元素“”。其特点在于： 1 ) 它将许多与指南推荐有关的信息编码，包括推荐的原因，证据的质量， 及开发者的推荐力度； 2 ) 医生不需要编程知识即可使用。 3 )结果的差异较大使得其正确性得不到保证“町。未来的发展方向将是使 其开发工具g e mc u t t e r 为医生提供更强的指导。 2 3 6g l a r e 系统 g l a r e 于1 9 9 7 年由意大利提出，是一个用以获取、表示并执行临床指南 的域独立的系统，其开发目的是在可表达性与复杂性间达到平衡o ”。优点在于： 1 ) 决策支持：提供一种模拟从不同途径获得结果的方法； 2 )时自j 推理：g l a r e 能够指定在临床指南开发及应用中的时间发布。 2 3 7s t e p p e r 系统 s t e p p e r 的开发工作从2 0 0 1 年开始，2 0 0 3 年发布了第一个b e t a 版本，但研 究已于0 6 年中断，是一种叙述性指南的扩展工具“。它的优点有： 1 ) s t e p p e r 最大的好处在于它清晰地展示了它的工作过程，显示了原文件 与模型之间的联系； 2 ) i 由s t e p p e r i 具支持的文件中心方法保证了在指南模型中记录下“外部 知识”( 未包含于原文指南中的知识) 。 1 0 浙江大学硕i 学位论文第二章临床指南咛表达模型 2 3 8g l i f 模型 g l i f ( g u i d e l i n ei n t e r c h a n g ef o r m a t ) ，指南交互格式，是一个用来将指南表 示成机器可读格式的模型。由哥伦比亚大学，哈佛大学( 伯明翰女子医院和马萨 诸塞州综合医院) ，斯坦福大学组成的i n t e r m e d 合作项目的研究者开发，用以实 现机构以及基于计算机指南应用程序之间i 临床诊疗指南的互换交流“”。 g l i f 试图以其他l 盗床指南模型的最有用的特点为基础建立，并且试图合并 已经在医疗保健中使用的标准。g l i f 的表达语言最初以a r d e n 语法为基础，并 且它的默认医疗数据模型为h l 7 参考信息模型( r e f e r e n c ei n f o r m a t i o nm o d e l ， r i m ) 。随后出现的一种面向对象的语言，g e l l o ，正被考虑作为h l 7 标准。 2 3 9a r d e n 语言 a r d e n 语言( a r d e ns y n t a x ) 于1 9 8 9 年首先由a r d e nh o m e s t e a d 会议提出， 1 9 9 2 年其1 0 版本为a s t m 采用，2 0 版于1 9 9 9 年为h l 7 及a s t m 采用，2 0 0 5 年发布了2 5 版本。1 删。 a r d e n 语言将医学知识表示为独立的单元一一医学逻辑模块( m e d i c a l l o g i c a lm o d u l e s ，m l m s ) ，并且区分出通用的医学逻辑与特定机构中存储的不同 的病人信息。”。a r d e n 语言的优势在于： 1 )m l m 可由只有少量甚至毫无编程知识的医生编写。 2 )直接将数据、触发事件及消息与目标用户连接。 3 )时间功能：几乎所有的医学知识都与事件有关，因此，a r d e n 语言对时 间戳的定义就极为重要。 尽管有以上多种优点，a r d e n 亦有其局限性： 1 )所有临床知识陈述均会遇到的问题，即与临床数据库结合。由于各处 的数据库结构、临床用语、及数据存取方法都大不一样，使得将其转 化为临床知识并不容易； 2 )大括号( “ ”) 问题：由于在m l m 中，a r d e n 明确地用大括号表示本 地数据环境，这有时会带来一些问题； 3 )另外一个潜在的局限是a r d e n 没有明确地定义警报及提醒的通告机制； i l 浙江大学硕f ? 学位论文第二章临床指南与表达模型 4 )对不同类型的临床知识表达，没有语法上的差异。 2 3 1 0 可视化对象表达模型选择 在以上众多表达模型中，可以看出，只有a r d e n 和g l i f 强调了不同机构和 不同执行平台间共享编码逻辑( 即共享临床指