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基于人工智能的临床决策支持系统的应用
[摘要]
以三甲综合性医院为例,根据电子病历分级评价规范,围绕医院管理制度和临床大数据应用分析,运用人工智能技术,提出了基于人工智能的临床决策支持系统(clinical decision support system,CDSS)的应用方案。系统集成于医院电子病历,在医生的诊断疗程过程中提供精准的医疗知识库提醒,检验检查报告分析,推荐医疗方案,辅助临床医生医疗行为。
关键字:人工智能;临床决策支持;电子病历;
1 引言
临床决策支持系统起源于美国,其应用的最初目的是评估和提高医疗质量,减少医疗差错,从而控制医疗费用的支出[1]。我国目前大多数还停留于以知识库应用为主的阶段,少部分机构开始将人工智能技术应用于CDSS 研发中[2]。所以分析 CDSS 的应用方案,对未来 CDSS 产品的发展有一定的参考价值。
2 需求分析
2.1疾病知识库详情需求
医生在诊疗过程中形成了大量的医疗数据,有效可识别的医疗数据可以帮助医生、护士和其他医疗专业人员快速准确的获取到医学知识。系统需满足常见疾病的知识库详情的解读,包括诊断详情、药品、手术、检验、检查等知识库。
2.2临床诊疗质量控制需求
为进一步提高医院医疗质量及水平,强化医务工作人员职业素养,规范医疗行为。通过系统的建立,持续质量管理改进,提高医院的医疗质量及工作效率。满足实时发现临床医生在诊疗过程中的缺陷及不规范治 疗行为,并给予医生提醒,帮助医生提高诊疗规范性。
2.3检验检查结果分析需求
大型综合医院的患者存在病情复杂,检验检查报告数量级大,医院对医生的报告解读能力提出了更高的要求。医生临床工作繁忙,希望能把大部分的时间留给患者,而不是重复的解读报告。基于以上矛盾,要求系统查看检验检查报告结果时,提示报告结果的依据,对报告结果进行分析,辅助临床医生快速 判断校验。
2.4智能治疗方案推荐需求
电子病历是患者诊疗过程的病情的详细记录,但是绝大多数医院的电子病历以非结构化的形式存在,要求系统能运用自然语言理解技术,对医疗非结构化文本数据,进行语义分析。可以根据患者诊断,抓取病历数据中的主述、现病史、 既往史和手术外伤等情况,为临床医生推荐治疗方案。
3 解决思路及总体框架
3.1 概述
针对上述的临床业务需求,综合考虑医院考核指标和电子病历评审要求,利用人工智能技术,建立以知识库为核心的临床决策系统(CDSS),全方位把控医疗过程中的质量管理。
3.2 知识库平台建设
医疗信息和病人的病史以自由文本格式保存在病历里,病历中非结构化数据占比达85%以上,且具有多源异构性特点,医疗术语字典表也存在结构性差异、医疗术语名称使用不规范、没有统一编码等问题,为计算机自动处理制造了障碍。通过自然语言理解技术,建设知识库平台,可支持医生自主维护药品、检查检验、诊断等知识文献,还支持医生结合本院的诊疗规范,自定义符合医院的智能推荐规则及医技合理性规则。
3.3 对接HIS、EMR一体化平台
通过与HIS、EMR系统连接,运用自然语言处理技术收集患者的医疗信息数据,将患者的临床症状、病情、诊断、检验以及检查结果等数据整合,以实时方式引导医生全方位、多角度地考虑患者的病情,防止漏诊和误诊,打造融合医疗知识库的HIS+EMR一体化平台。
3.4 总体架构
系统采用前后端分离的微服务架构,通过2台应用服务器和1台数据库服务器提供高负载和高稳定性的服务。
4 功能实现
4.1疾病诊断和治疗决策
CDSS在临床诊断与治疗过程中的运用分为静态知识库与动态知识库。静态知识库即为临床指南支持:CDSS可以提供医学临床知识的快速访问,查询相关医学资料,帮助医生选择适当的治疗方式。动态知识库即为辅助诊断支持:CDSS根据患者的病情、症状、体征、检验检查结果和结构化病历数据,快速识别患者可能患有的疾病和治疗方案,供医生参考。
4.2药物管理和用药决策
CDSS建立药品信息规则数据库,分析患者的用药记录,在开立药物医嘱时,提示医生是否重复用药,药物是否存在相互作用,药品的剂量是否合理等。医生通过检索功能或者医嘱的开立界面,选中需要查询的药品信息,查看对应的药品说明书,临床用药指南。
4.3医学知识管理和教育
CDSS提供医学文献、疾病知识、临床指南等的检索和学习功能,帮助医疗工作者获取最新的医学知识。CDSS提供真实病例模拟、虚拟临床实训等功能,帮助医疗人员提高临床决策的能力和技能。
5 结语
临床决策支持系统充分运用可供利用的、合适的计算机技术,针对非结构化或半结构化医学数据,通过人机交互方式改善和提高决策效率[3]。近几年医院信息系统借助人工智能技术得到了快速的发展,医院在完成业务功能上的应用改造后,建设和完善临床决策支持系统是医院信息化重要任务。CDSS的建立,有效的提高医疗水平,体现了先进人工智能技术和现代医疗的完美融合。
参考文献
[1]李小玲,贾楠,杨长贵,等。临床决策支持系统辅助社区高血压患者管理的效果研究[J].中国循环杂志,2019,34(5):481-485.
[2]刘堕靖,张红,马兆辉,等。中医院临床决策支持系统建设实践[J].中国卫生信息管理杂志,2021,18(2):253-257,277.
[3]董建成。医学信息学概论[M].北京:人民卫生出版社,2010:260-263.