8. HIS中的決策支持系統
醫院信息系統中的決策支持系統包括醫學決策支持和管理決策支持。醫學決策支持主要討論醫療工作中的計算機輔助決策支持問題,管理決策支持主要討論計算機輔助管理決策問題。兩類決策支持的基本實現方法都是來自于同一類技術——統計學、數據倉庫、人工智能等技術,只不過臨床決策支持偏重于使用人工智能技術,管理決策支持偏重于使用統計學和數據倉庫技術。但是,數據倉庫與人工智能中的知識發現(自學習)技術本來就是一個問題的兩種名稱。為了方便,我們在醫學決策支持中介紹人工智能技術,在管理決策支持中介紹數據倉庫技術。
8.1. 醫學決策支持的基本概念
8.1.1. 基本概念
決策是醫生的主要工作。理論上,決策包括列出可能的方法或策略、制定決策順序、選擇最合適的解決方案。但是,醫學決策通常不能夠十分簡單的按照以上流程完成,因為醫學問題十分復雜,對于一個病人的臨床表現,經常有太多可能的診斷假設;在眾多的診療方法中,僅有幾個方法可用。而醫學知識幫助醫生在眾多的選擇中作出判斷。
在計算機應用中,人們很自然地想到使用計算機幫助醫生進行醫學決策,這就是醫學決策支持。自從計算機剛剛誕生不長的時間,人們就開始了計算機用于醫學決策的研究。從最早的統計學方法,到后來的基于規則的醫學專家系統、再后來的神經網技術,人們花費了大量的資金,嘗試了各種技術和算法,試圖解決人類的智能模擬問題,而醫學又是最合適的研究領域。
8.1.2. 醫學決策基本過程
要研究醫學決策支持,首先需要研究醫學決策的基本過程。決策是醫生的主要工作。理論上,決策包括列出可能的方法或策略、制定決策順序、選擇最合適的解決方案。但是,醫學決策通常不能夠十分簡單的按照以上流程完成,因為醫學問題十分復雜,對于一個病人的臨床表現,經常有太多可能的診斷假設;在眾多的診療方法中,僅有幾個方法可用。而醫學知識幫助醫生在眾多的選擇中作出判斷。
臨床推理通常包括三種類型:邏輯推理、歸納推理和啟發式推理[圖8-1]。
圖8-1. 不同推理類型示意圖
邏輯推理的一般形式是,如果A能夠推出B,B能夠推出C,則A一定能夠推出C。如病人檢查乙肝核心抗體陽性,規則顯示抗體陽性說明感染了乙肝,則該病人有乙肝感染。在醫學實踐中,能夠使用這種嚴格的邏輯推理的情況極為罕見,因為醫學沒有十分嚴格的規律。如病人轉氨酶高于正常值,而轉氨酶高大多見于甲肝或乙肝,因此病人很可能患甲肝或乙肝。這類分析可以歸入歸納推理。而臨床最多見的是啟發式推理:在完成一次推理過程以后,得出的初步結論作為第二次循環推理的前提,這樣循環推理,逐步求精,最終得出比較準確得的結論。啟發式推理是一個動態過程,在臨床診斷過程中可以用診斷反饋循環圖表示[圖8-2]。
圖8-2. 診斷反饋循環是診斷逐步求精的過程
圖8-2描述了一個醫學診斷的反饋式循環。臨床醫生通過問診、體格檢查、進行各項檢查、檢驗獲取病人有關疾病的信息,不斷優化自己的診斷結論。這是一個逐步求精的過程,它也符合人類一般認識事務的過程。
醫學決策中的非確定性一直備受關注,正像前面提到的轉氨酶高與甲肝或乙肝關系的例子。涉及轉氨酶高的疾病很多,結合發生概率,可以列出順序表。
8.2. 醫學決策支持的基本技術
8.2.1. 概率方法與決策分析
概率方法可以部分解決非確定性問題,其中主要使用貝葉司 (Bayes) 理論。貝葉司可以通過綜合不同臨床表現的概率得出不同疾病診斷的概率。
公式中,Di為第i個疾病,P(Di)為疾病Di的先驗概率(疾病發生概率),P(S|Di)為疾病Di的癥狀S發生的概率,P(Di|S)為癥狀S提示疾病Di發生得概率(后驗概率)。如果存在多個臨床表現,可以計算出對不同診斷的提示強度。
下面給出一個具體的例子[表8-1]。
Di 先驗概率P(Di) P(PRLQ|Di) P(PLLQ|Di)
闌尾炎 0.10 0.80 0.10
輸卵管炎 0.05 0.50 0.50
其他 0.85 0.05 0.05
表8-1. 疾病臨床表現發生概率表
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