HC3i-临床路径本体知识库模型架构及其应用+郑西川

临床路径本体知识库模型建设及其应用郑西川高级工程师[e-mail]上海交通大学附属第六人民医院目录1.背景2.相关研究及目标3.临床路径本体知识库模型4.应用分析与展望5.总结1、背景医院信息化已进入临床信息化建设时代，其核心是基于循证医疗的临床决策信息支持。•住院护士站•手术申请麻醉管理•病人入出转管理•住院药房•检验管理信息系统•检查管理信息系统•住院医生站•检查预约管理•电子病历EMR•护理病历•全院PACS系统•检查申请单电子化•临床路径信息系统•医生电子医嘱•临床移动床边医嘱•病人信息整合•医联工程接口•重复用药、重复检查智能提示项目背景我院医院临床信息化建设全流程检验电子化全院PACS影像信息系统可重组模板电子病历检查申请单电子化集约式检查预约系统输血申请电子化检查病人接送预约排班临床文档数据中心临床路径电子化应用临床知识库建设在医院所有病区展开了临床路径软件应用，实现了105个病种的临床路径电子化，全面推广了病区医生电子医嘱和移动床边医嘱，实现了“医生办公室到病人床边”最后距离的信息化；总结了临床路径应用病种的医疗流程和阶段标准费用分析，积累了大量的电子化数据，为进一步深化研究医院临床路径与医疗流程改进提供了数据基础，也为建设临床病种知识库实现区域共享奠定了基础电子病历自动感知及调阅临床知识库建设临床决策支持的重要部分是临床知识库的建设，目前主要应用是对病人诊疗规范以及医疗安全的警示。StudyHospitalCDSAlertsImplemented•Drug-druginteractions（药-药配伍禁忌）•Drug-allergyinteractions（药品报警）•Drug/dosingalerts（药品剂量警示）•Alertsflagginglookalike/sound-alikemedications（对于看起来像或发音类似的药物的警示）•Duplicatecheckingforlaboratorytests（重复化验）•Duplicatecheckingformedicationorders（重复检查）•Displayofrelevantlaboratoryresultsatthetimeoforderinginterventions（医嘱介入时显示相关检验结果）临床知识库建设方向是基于本体的流程可重组临床路径知识库及相关任务模板建设本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明知识发现数据库技术、人工智能、神经网络等知识获取知识地图等可视化工具知识抽取搜索引擎、算法模型知识建模基于Protégé本体的知识建模技术知识注释本体技术知识推理描述逻辑系统RACER等推理机2、相关研究及项目目标国际上临床指南模型建设研究成果：ASBRU、EON、GUIDE、PROforma以及GLIF（guidelineInterchangeformat:临床指南交换格式）、SAGE。这些建模语言是基于规范化任务网络，其建模方法提供了流程控制和相应术语本体定义功能上海交大姚烨等为了解决病人诊疗流程中的临床路径知识库的表达问题，提出了基于工作流的临床路径本体模型（CPO）建设方法，在普陀中心医院及第六人民医院进行了验证北京理工大学、英国雷丁大学和301医院合作也定义了临床路径知识库模型我们的目标临床信息系统的互操作；扩展临床路径软件自适应能力；医学知识表达的规范化；建立临床路径模型；临床知识实时提醒与决策支持临床路径知识库基本思想规则库本体库知识应用路径调整个性化诊疗患者临床数据基本信息+检验检查数据+病历记录3、临床路径知识库模型知识抽取：临床路径组成元素、执行阶段及相关分析.—从具体数据中得到一般理论。知识分类：1、应用环境；2、治疗阶段；3、病人类型；4、达到的结果；5、专业领域。知识标识：1、领域专家研究成果；2、国际已开发本体知识库；3、出版文献或文章；4、医院已使用的临床路径。3.1临床路径知识库模型建设方法临床知识本体工程：知识获取、模型设计、开发实施与评估评价。（1）临床路径知识来源主要参考资料：美国医学会（AMA）《PCPIMeasures》NationalHealthService(NHS)《中国医学会临床诊疗指南》《卫生部临床路径指南》上海市第六人民医院116种临床路径指南知识库主要来源：哈佛大学JoslinDiseaseCenter剑桥大学医院集团Cambridgeuniversityhospitals霍普金斯医院JohnsHopkinsHospital牛津大学医院OxfordUniversityHospital上海市第六人民医院Medication Services药物服务16350 Other Order‐Entry related Decision Support其他医嘱录入相关的决策支持1230 Ambulatory Problem List Database不可预见问题清单库1000 Physician Order Entry Knowledge Bases医生医嘱录入知识库2100 Surveillance and Notification Alerts监督和告知警告230 Specialty and Disease‐Based Filters/Dashboards特殊疾病的规定或指南100 Clinical Documentation Templates1000 （2）临床路径知识分类体系按环境、治疗阶段、病人类型、结果、学科专业进行临床路径分类。环境：家庭康复、主诊断诊疗路径、院前急救、院内诊疗、急诊科、院内病区、CCU、康复病区等;诊疗阶段：门诊、急诊、住院、术前、手术、术后等；病人类型：危重期、疑难病人、已确诊、康复期等；结果：诊断评估、一般医疗干预/治疗等；学科：儿科、外科、内科等需要多种分类方法辅助医生选择临床路径。目前医院临床路径软件路径选择主要是由医生选择，计算机辅助提醒。（3）临床路径本体知识工程•目的：在临床路径应用实践中，建立基于知识的临床医疗信息表达和结构化方法。•方法及工具：▫方法从具体临床路径应用实例中，抽取临床路径的关键组成元素，建立这些元素之间的关系。分析出临床路径的一般模型，包括：词汇术语的自然语言定义以及关系分析。▫工具Protégé:斯坦福大学本体编辑器，目前使用较多UniscoCDS/ISIS联合国教科文组织信息资料处理软件临床路径包含哪些基本元素入径出径治疗单元1治疗单元2治疗单元n’治疗单元m治疗单元n判断判断路径信息、患者信息、判断标准等等包含的医嘱任务、患者状态、变异等等时间性路径分支的选择3.2 临床路径知识库模型架构从实际运行临床路径数据抽取知识库组成元素，建立这些元素之间的关系。上海市第六人民医院计算机中心元素定义属性临床路径信息临床路径的背景及维护信息PathwayIDPathwayTitleDateDeveloped/revisedVesionNumberVesionDescriptionContactDepartment/personStatus:draftorinuseAuthor应用人群使用该路径的病人条件限制InclusionCriteriaExclusionCriteria应用目的描述临床路径目标，具体可测量StatementofGoal应用效果相关任务单元效果OutcomestatementOutcomerelationtotask临床路径知识库模型架构元素定义属性应用环境使用临床路径科室或执行环境SettingType执行角色负责执行操作的具体角色RoleType循证文献临床路径依据的相关文献CitationofEvidence过程单元组成临床路径的流程单元，具有起始和结束点，由一系列任务组成ProcessnameProcessStartpointProcessendPointProcessTask任务病人诊疗过程中的由医疗团队确定的特定操作，包括病人健康教育等TaskTypeTeachingNutritionAssessmentInformationGatheringPrescriptionInterventionDischargePlanningConsulationTaskStart&endpoint元素定义属性变异描述临床路径执行过程中的变异情况VarianceDescriptionActiontakenasVarianceVarianceOutcomeVarinceClassificationVarinceaccountbility审计临床路径执行过程审计评价AuditTypeDate/TimeofAuditClinicalIndicator时限性任务完成时间限制（timeline)MeasureofTimeMeasureofMilestone临床决策分支路径进入理由以及相关决策DecisionOptionDecisionCriteria文档信息临床路径病人治疗记录，可形成电子病历PatientIdentifyingDataDocumentationContentDate/TimeofDocumentation临床路径知识库模型架构临床路径知识库模型路径目的降低费用、减少住院天数，可测量的具体目标性能分析临床路径评估、审核等流程处理流程操作及相关任务描述应用环境急诊、手术室、ICU等3479执行者医疗机构、医生、护士、检验/检查人员、药师等知识来源类型、知识源及相关引用变异管理路径变异情况及其分析目标人群使用者的年龄、性别、各种条件等t路径信息名称、使用者、路径创建日期、内容来源12568不是试图建一个包含EMR中所有患者的临床信息的模型，而是构建基本的临床知识库本体模型。通过对所抽取的元素进一步的分类整理，利用Protégé进行本体构建得到临床路径知识库的基本类。3.3 建设进展已对医院应用的62个病种知识库，相关规则进行了匹配，药品医嘱、检查、检验申请等相关处置按临床工作流规则进行了细化;正在对护理路径关键事件进行配置，与医疗联动，协同配合，提升临床医疗水平；相关警示、报警等信息正在完善中；病人告知以单元节点为准，内容正在完善中；每一关键任务的医疗文档，正在建设中。4、应用与展望2、与临床治疗流程整合，提供诊疗方案：针对病人医疗流程中的特定数据和可获得的医疗资源结合，提供医疗建议.3、利用自然语言处理技术（NLP),形成病人电子病历档案。通过NLP,临床路径本体能够将流程转化为医疗文档，形成完整EHR1、与医院WEB集成：与医院临床信息系统结合，强调循证医疗、最佳实践、针对病人个性化数据，提供全程医疗最佳服务。新一代电子病历应用•工作流控制+临床知识库+文档模板•相关变异对策及注释记录模板库区域协同临床决策平台建设5、总结通过市六医院临床路径信息化实践，我们得到了：综合性医院临床路径电子化应用实例；临床路径应用分类架构体系；临床路径知识库本体建模知识工程方法；普遍适用的62个病种临床路径知识库。有望取得的成果：区域临床路径知识库应用试点；云计算平台临床智能决策及警示；结合NLP技术智能电子病历应用。上海市第六人民医院计算机中心郑西川[e-mail]2011.5医疗管理本质不是技术和程序，其本质是为了使医疗知识更富于效力