计算机辅助医学 临床决策支持系统（上） 刘雷 上海生物信息技术研究中心 2011.4.26

提纲 背景知识 1 基本概念 2 关键技术 3 实例介绍 4

背景知识 基本基本概念 决策 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统 2017/9/9 决策（decision making，DM）：是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 决策支持系统（decision support system，DSS）是以数据仓库为基础，以联机分析处理和数据挖掘技术为分析手段，运用定量分析和定性分析的方法，从各个侧面对决策问题进行分析、评价和判断的系统。 临床决策（clinical decision，CD）是指医疗机构和医务人员为患者的诊断、治疗所作出的决定 临床决策支持系统（clinical decision support system，CDSS）是帮助医生利用患者信息、医学知识很针对具体病历的临床指南、建议以及解决半结构化、无结构化为题的用户界面的交互式计算机系统。他能直接帮助医护人员进行数据的解释与临床决策。 临床决策支持系统

背景知识 基本基本概念 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 决策 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统

背景知识 基本基本概念 决策 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 2017/9/9 背景知识 基本基本概念 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 决策 辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。 决策支持系统 临床决策 决策支持系统（decision support system，DSS）是以数据仓库为基础，以联机分析处理和数据挖掘技术为分析手段，运用定量分析和定性分析的方法，从各个侧面对决策问题进行分析、评价和判断的系统。 决策的多元化、个性化 需要客观、知识受限 临床决策支持系统

2017/9/9 背景知识 基本概念 决策支持系统 a computer-based information system that supports business or organizational decision-making activities. Typical information that a decision support application might gather and present are: inventories of information assets comparative sales figures between one period and the next, projected revenue figures based on product sales assumptions. inventories of information assets (including legacy and relational data sources, cubes, data warehouses, and data marts), A decision support system (DSS) is a computer-based information system that supports business or organizational decision-making activities. DSSs serve the management, operations, and planning levels of an organization and help to make decisions, which may be rapidly changing and not easily specified in advance. DSSs include knowledge-based systems. A properly designed DSS is an interactive software-based system intended to help decision makers compile useful information from a combination of raw data, documents, personal knowledge, or business models to identify and solve problems and make decisions. According to Sol (1987)[2] the definition and scope of DSS has been migrating over the years. In the 1970s DSS was described as "a computer based system to aid decision making". Late 1970s the DSS movement started focusing on "interactive computer-based systems which help decision-makers utilize data bases and models to solve ill-structured problems". In the 1980s DSS should provide systems "using suitable and available technology to improve effectiveness of managerial and professional activities", and end 1980s DSS faced a new challenge towards the design of intelligent workstations.[2]

背景知识 基本基本概念 决策 决策支持系统 临床决策 临床决策支持系统 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 2017/9/9 背景知识 基本基本概念 是指为达到某一目标在众多可以采取的方案中选择最佳方案 决策 辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。 决策支持系统 医疗机构和医务人员为患者的诊断、治疗所作出的决定 临床决策 临床决策（clinical decision，CD）是指医疗机构和医务人员为患者的诊断、治疗所作出的决定 临床决策支持系统（clinical decision support system，CDSS）是帮助医生利用患者信息、医学知识很针对具体病历的临床指南、建议以及解决半结构化、无结构化为题的用户界面的交互式计算机系统。他能直接帮助医护人员进行数据的解释与临床决策。 临床决策支持系统 帮助医生利用患者信息、医学知识很针对具体病例的临床指南、建议以及解决半结构化、无结构化为题的用户界面的交互式计算机系统

背景知识 临床决策研究 研究目的 临床决策研究是指临床医生在诊治每一位患者时，应尽最大可能为每一位患者选择最有效、最安全、最经济的治疗方案。 2017/9/9 背景知识 临床决策研究 研究目的 掌握临床决策理论的原理与运用 研发诊断、推理技术 形成不同的决策方法 临床决策评价 临床决策研究是指临床医生在诊治每一位患者时，应尽最大可能为每一位患者选择最有效、最安全、最经济的治疗方案。 临床决策研究是指临床医生在诊治每一位患者时，应尽最大可能为每一位患者选择最有效、最安全、最经济的治疗方案。临床决策研究目的是如何为每一位患者提供最佳的诊治方案。具体体现在四个方面。

背景知识 临床决策的模式 2017/9/9 疾病相关诊断治疗方案 3 经验 1 家长式决策 生活经历、社会关系、预后希望等 共享式决策 （shared decision making） 3 经验 家长式决策 （parentalism decision making） 1 疾病相关诊断治疗方案 知情式决策 （informed decision making） 家长式决策（parentalism decision making）：基于传统医学模式，以经验医学为基础的临床决策过程 知情式决策（informed decision making）：医生将所有与患者疾病相关的诊断、治疗方案都告诉患者，让患者自己参与临床决策的过程 共享式决策（shared decision making）：临床医生提供与患者诊断、治疗目的相符的诊治方案，患者提供其相关的生活经历、社会关系、价值取向和自己对预后的希望与要求等相关信息，患者与临床医生共同参与决策的全过程 2

背景知识 正确的临床决策必备的三个原则 准确的数据 相关知识 恰当的解决问题的技巧 2017/9/9 1 2 3 准确的数据是正确临床决策是首要条件。在临床决策时，医务人员需要足够的数据，而非过多的数据。在临床实践中，医务人员面对的主要挑战是拥有大量的数据，而不能完整、及时地处理和综合运用这些数据。 相关知识是正确临床决策的第二个必要条件。医务人员对与疾病相关知识的掌握有助于正确的临床决策，不同类型的知识在决策过程中是相互联系的。医学知识和临床经验决定了收集信息的方法和观察的质量，以及对信息的正确解释和理解。临床经验可以印证医学知识，成为医学知识的一个重要部分。 恰当的解决问题的技巧是正确临床决策的第三个必要条件。正确的临床决策不仅需要准确的数据，扎实的专业知识，还要具备良好的解决问题的技巧。在医疗过程中，可能涉及医疗行为（如何向患者询问病情、获得准确的信息和正确的解释该信息）或医疗常规（知道如何检查和要做什么检查或治疗）等方面的问题。这些问题解决需要医务人员在临床实践中培养解决问题的能力和技巧

背景知识 临床决策的难点 临床决策的复杂性（complexity） 临床决策的不确定性（uncertainty） 2017/9/9 背景知识 临床决策的难点 临床决策的复杂性（complexity） 临床决策的不确定性（uncertainty） 临床决策结果的变化（dynamic effect） 临床决策的高风险（high stake） 临床决策时选择方法的不确定性（unclear alternative） 临床决策时选择参数的不确定性（unclear preference）

背景知识 临床决策的基本步骤 判断 偏好 证据 分析 判断 方案 结果 收集与分析 比较 2017/9/9 背景知识 临床决策的基本步骤 判断 偏好 证据 分析 判断 方案 结果 收集与分析 比较 1 2 理论上，决策包括列出可能的方法或策略，制定决策顺序、选择最合适的解决方案。然而，医学问题十分复杂，临床决策通常不能简单地按照以上流程完成，对于一个患者的临床表现，通常有太多可能的诊断假设。首先，需要评估每一方案及其可能的后果，然后对所有方案的预期结果进行比较。 收集与分析每一选择方案的优势、劣势、费用支出等证据，以选择最恰当的治疗方案 不足：证据不完整、不充分，带有一定的主观因素

背景知识 临床决策的基本步骤 判断 偏好 证据 分析 判断 方案 结果 收集与分析 比较 比较诊疗方案的优势与劣势 权衡医疗护理的结果与费用 1 2 比较诊疗方案的优势与劣势 权衡医疗护理的结果与费用 选择最佳成本效益的治疗方案

背景知识 临床决策的模式 医生的经验和知识 患者的情况和价值观 临床证据 这三个方面在不同情况及同一情况的不同阶段都是不断变化的 2017/9/9 背景知识 临床决策的模式 医生的经验和知识 临床证据 患者的情况和价值观 医生的临床决策与社会规范密切相关。在社会规范中，临床决策的模式在以下三个方面影响着医生个人的临床决策： 医生的经验知识、患者的情况和价值观、临床证据。 这三个方面在不同情况及同一情况的不同阶段都是不断变化的

背景知识 临床决策的模式 医学知识 患者情况 临床证据 急诊与紧急情况下的决策模式 2017/9/9 临床决策是一个动态而非静止的模式。急诊和紧急情况时，患者情况和价值观方面的需要在决策中较少考虑。通常情况下主要取决于医生方面和临床证据的需要 急诊与紧急情况下的决策模式

背景知识 医学知识 患者情况 临床证据 临床决策的模式 慢性病的决策模式 2017/9/9 在慢性病/非紧急情况下或者临床证据缺乏是，患者方面的情况将起到主要作用。 慢性病的决策模式

背景知识 医疗质量 传统的医疗质量的概念是指医疗服务的及时性、安全性、有效性。 完全集中于技术层面，而忽视了就医环境和医疗服务态度 2017/9/9 背景知识 医疗质量 传统的医疗质量的概念是指医疗服务的及时性、安全性、有效性。 完全集中于技术层面，而忽视了就医环境和医疗服务态度 目前医疗质量指在现有医学知识的基础上，提高医疗卫生服务满意结果的程度。 不仅仅指医疗技术，还包括对患者所提供的服务的满意程度 临床决策支持系统可以辅助医生进行临床决策，在提高医疗质量方面起到很大的作用。 什么是医疗质量？如何提高医疗质量？

背景知识 医疗质量 决定医疗质量的关键因素 医疗决策的质量 执行医疗决策的质量 目前医疗质量指在现有医学知识的基础上，提高医疗卫生服务满意结果的程度。 决定医疗质量的关键因素 医疗决策的质量 执行医疗决策的质量

} 背景知识 收集相关数据 减少医疗差错 执行临床决策 提高医疗质量 管理医疗事件 提高医疗效率 医疗信息海量 医疗 医疗过程复杂 决策支持 医疗知识有限 收集相关数据 执行临床决策 管理医疗事件 减少医疗差错 提高医疗质量 提高医疗效率 potential benefits 1. Improved patient safety e.g. through reduced medication errors and adverse events and improved medication and test ordering; 2. Improved quality of care e.g. by increasing clinicians’ available time for direct patient care, increased application of clinical pathways and guidelines, facilitating the use of up-to-date clinical evidence, improved clinical documentation and patient satisfaction; 3.Improved efficiency in health care delivery e.g. by reducing costs through faster order processing, reductions in test duplication, decreased adverse events, and changed patterns of drug prescribing favouring cheaper but equally effective generic brands. 19

背景知识 医院信息化 医院信息数字化 医院数字化信息结构化 医院结构化数字信息规范化 CDSS出现的基础 2017/9/9 数字化:数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。 结构化: 规范化:信息规范化

临床决策支持系统的定义 Clinical Decision Support System, CDSS Vojtech Huser, Clinical Decision Support Systems 9/9/2017 临床决策支持系统的定义 Clinical Decision Support System, CDSS Definition (Musen, 1997) “any piece of software that takes as input information about a clinical situation and that produces as output inferences that can assist practitioners in their decision making and that would be judged as “intelligent” by the program’s users.” A very general definition A clinical decision support system is a computer program that provides reminders, advice or interpretation specific to a given patient at a particular time. http://www.soc.staffs.ac.uk/~vh4/mi 21

2017/9/9 临床决策支持系统的定义 Clinical decision support system (CDSS or CDS) is an interactive decision support system (DSS) Computer Software, which is designed to assist physicians and other health professionals with decision making tasks, as determining diagnosis of patient data. Clinical Decision Support systems link health observations with health knowledge to influence health choices by clinicians for improved health care working definition a functional concept

临床决策支持系统的发展现状 … 成本分析 医学教育 临床研究 医护管理 试验检验 合理用药 通信系统 重症监护 21世纪 医院信息系统 90年代 EON/Protégé 80年代 HELP, Arden Syntax, 医学逻辑模型 70年代 Internist I, QMR, 医学术语 进展： 目标域：关注一种疾病到关注一般性医疗(如Interist I,QMR,DxPlain) 使用目的：从用药量到药品不良事件到一个系统涵盖各种目的。 体系：从独立程序到决策支持组件(如HELP,EON)。(因为组件方式能够更方便的辅助医生工作，并有更好的可扩展性，如知识的更新和复用） 目标用户：从病人护士到医师。 被动式使用系统（QMR,DxPlain)，甚至还需要重新录入病人症状甚至一些其他必要数据信息。 主动式系统（HELP），已有数据的自动收集，无需用户交互。 MYCIN,Iliad和一些小的CDSS因缺少知识的维护已退出使用。 HELP已经至少在22家医院使用，现在被一个新的系统(Patient Care Management System)替代。 HELP没有进一步大范围使用的原因不详。 HELP属于第一代CDSS，EON/Protégé属于第二代CDSS，目前CDSS用于艾滋病、乳癌和高血压。 Protégé了提供一组可用的工具，用于构建Ontology(本体)和整个知识库。 Protégé提供抽象的医疗任务可用于知识复用。 整体上，目前存在的一些问题： 用户必须充分了解CDSS的能做什么，有什么限制？如，相比于大量的已知疾病，知识的不完整性。 可移植性。如，一些检验结论的特异性随地域而不同。 医师需要能够维护知识库。 4.知识的建模 5. 规则不确定性。 6. … 补充说明： Notification System: Specific reminder at particular clinical situations. MYCIN, DENDRAL 23

临床决策支持系统的分类 被动系统 半自动系统 主动系统 医生必须向系统提出问题，描述患者的情况，然后等待系统的建议 咨询系统 评议系统 2017/9/9 临床决策支持系统的分类 被动系统 医生必须向系统提出问题，描述患者的情况，然后等待系统的建议 咨询系统 评议系统 半自动系统 一般自动激活，可提供信息、广泛接受的知识和操作规程 自动提示系统 报警系统 大多数临床决策支持系统都是被动型的。医生必须向系统明确提出问题，描述患者的情况，然后等待系统的建议。根据系统所提供的信息和用户要求，被动系统还可以进一步分为：咨询系统和评议系统 咨询系统：用户提供患者状况的信息，咨询系统提供对患者诊断和治疗的建议 评议系统：用户提供患者的信息和医生的治疗方案，评议系统对医生的方案提出评价和意见。 半自动系统一般自动激活，可提供信息、广泛接受的知识和操作规程。该系统起到一个“看门狗”的作用。分为自动提示系统和报警系统 自动提示系统：能够提醒医务人员在诊疗过程中注意容易出现差错和/或忽略的问题，如通过辨认药物剂量错误和列出相互冲突或有明显相互作用的药物，帮助医务人员避免重复检查和处方错误等。提示/提醒工具通常应用简单的逻辑，作为对某个明确或潜在异常的一种标准反应，可以通过各种途径提醒医务人员注意。 报警系统：能监视患者状态信号的变化，提示医生患者生理、生化指标的异常值或者异常波动。 主动系统：自动激活。可以对特定患者提出相应的建议，也可以不通过医生干预而自动决策。其功能包括依据医疗常规开出额外的检查、对治疗的检查（一个封闭系统自动采取对输液的控制）、监督（如心脏起搏器、透析监视器的智能控制）或者帮助外科医生手术。 主动系统 自动激活。可以对特定患者提出相应的建议，也可以不通过医生干预而自动决策。

临床决策支持系统的分类 基于知识的CDSS 非基于知识的CDSS 含有知识库 知识多以规则形式出现 知识可定时更新 人工智能、机器学习 2017/9/9 临床决策支持系统的分类 基于知识的CDSS 含有知识库 知识多以规则形式出现 知识可定时更新 非基于知识的CDSS 人工智能、机器学习 人工神经网络 遗传算法 Features of a Knowledge-Based CDSS Most CDSS consist of three parts, the knowledge base, inference engine, and mechanism to communicate. The knowledge base contains the rules and associations of compiled data which most often take the form of IF-THEN rules. If this was a system for determining drug interactions, then a rule might be that IF drug X is taken AND drug Y is taken THEN alert user. Using another interface, an advanced user could edit the knowledge base to keep it up to date with new drugs. The inference engine combines the rules from the knowledge base with the patient’s data. The communication mechanism will allow the system to show the results to the user as well as have input into the system Features of a non-Knowledge-Based CDSS CDSS that do not use a knowledge base use a form of artificial intelligence called machine learning, which allow computers to learn from past experiences and/or find patterns in clinical data. Two types of non-knowledge-based systems are artificial neural networks and genetic algorithms.

临床决策支持系统的分类 Pre-diagnosis CDSS During diagnosis Post diagnosis 2017/9/9 临床决策支持系统的分类 Pre-diagnosis CDSS During diagnosis Post diagnosis Another important classification of a CDSS is based on the timing of its use. The doctor uses these systems at point of care to help them as they are dealing with a patient, with the timing of use as either pre-diagnoses, during diagnoses, or post diagnoses. Pre-diagnoses CDSS systems are used to help the physician prepare the diagnoses. CDSS used during diagnoses help review and filter the physician’s preliminary diagnostic choices to improve their final results. And post-diagnoses CDSS systems are used to mine data to derive connections between patients and their past medical history and clinical research to predict future events.[2]

临床决策支持系统的分类 临床规则系统 具有分析功能的临床数据库 数学模型 模式识别系统 贝叶斯统计系统 决策分析系统 符号推理或专家系统 2017/9/9 临床决策支持系统的分类 临床规则系统 具有分析功能的临床数据库 数学模型 模式识别系统 贝叶斯统计系统 决策分析系统 符号推理或专家系统 临床决策支持系统可以根据所应用的医学领域、系统建立的目的和系统工作的方式等分为不同的类型。我们在临床中常见的临床决策支持系统的类型： 临床规则系统：临床中使用的患者检测报警系统 具有分析功能的临床数据库：在临床中使用的药物交互作用规则的药物数据库 数学模型：在临床中采用的计算给药效益分析的药物动力学模型 模式识别系统：临床中使用的白细胞分类系统 贝叶斯统计系统：在临床中使用的基于统计学决策算法的心电图分类；Leeds腹痛系统，该系统采用贝叶斯定理分析各种腹痛体征和症状的敏感性和特异性，以患者数据和实验结果计算常见疾病出现腹痛症状的概率 决策分析系统：在临床中使用的计算外科手术危险性评价系统 符号推理或专家系统：临床中使用的快速医学查询系统

2017/9/9 临床决策支持系统的目的 A clinical decision support system has been coined as an “active knowledge systems, which use two or more items of patient data to generate case-specific advice.” The main purpose of modern CDSS is to assist clinicians at the point of care. This implies that a CDSS is simply a DSS that is focused on using knowledge management in such a way to achieve clinical advice for patient care based on some number of items of patient data.

2017/9/9 临床决策支持系统的目的 The main purpose of modern CDSS is to assist clinicians at the point of care. DDSS (Diagnosis Decision Support Systems) Diagnosis DDSS Patients data Diagnosis An example of how a CDSS might be used by a clinician comes from the subset of CDSS, DDSS (Diagnosis Decision Support Systems). A DDSS would take the patients data and propose a set of appropriate diagnosis. The doctor then takes the output of the DDSS and figures out which diagnoses are relevant and which are not.[2] Diagnosis

临床决策支持系统的意义 提高患者安全 提高医护质量 提高医护信息传输的有效性 降低药物差错和不良反应 改善用药与检验的顺序 2017/9/9 临床决策支持系统的意义 提高患者安全 降低药物差错和不良反应 改善用药与检验的顺序 提高医护质量 减少临床医生处理日常事务的时间 增加临床路径和临床指南的使用 便于使用、了解最新的临床证据 提高临床文本的质量和患者满意度 提高医护信息传输的有效性 减少临床医生处理日常事务的时间，以增加其直接看护患者的时间

临床决策支持系统的意义 提高患者安全 提高医护质量 提高医护信息传输的有效性 提高医嘱过程，降低成本 减少检查单的使用 改变了现有处方的模式 2017/9/9 临床决策支持系统的意义 提高患者安全 提高医护质量 提高医护信息传输的有效性 提高医嘱过程，降低成本 减少检查单的使用 改变了现有处方的模式

临床决策支持系统的特征 专业性：应用于临床领域 智能性：进行决策 支持性：与宿主等系统关联，针对医疗业务行为 系统性：自成体系

可能的问题 改变病人和医生之间的关系 限制专家独立解决问题 缺少法律依据 Changing relation between patient and the physician Limiting professionals’ possibilities for independent problem solving Legal implications - with whom does the onus of responsibility lie? 33

2017/9/9 临床决策支持系统通用架构 知识获取—知识库 (Jenders, 2000)

临床决策支持系统的结构 用户 人机交互系统 模型管理系统 数据库管理系统 方法库管理系统 知识库管理系统 2017/9/9 模型库 数据库 临床决策支持系统在数据库的基础上增加了模型库、方法库、知识库等系统，从而使信息管理系统上升到决策支持系统 模型库 数据库 方法库 知识库

临床决策支持系统的结构 模型库 模型是对客观事物的特征和变化规律的一种科学抽象，人们通过研究模型来解释决策问题原型的形状、特征和本质。 2017/9/9 临床决策支持系统的结构 模型库 模型是对客观事物的特征和变化规律的一种科学抽象，人们通过研究模型来解释决策问题原型的形状、特征和本质。 模型库管理系统的功能 模型库的静态管理 模型库的动态管理 模型库系统是决策支持系统的核心部分，由模型库和模型库管理系统组成。 模型方法是制定各种决策问题的基本方法和主要工具，是决策支持的重要手段。

临床决策支持系统的结构 知识库 方法库 知识库是用于知识管理的一种特殊的数据库，用于有关领域知识的采集、整理以及提取。 2017/9/9 临床决策支持系统的结构 知识库 知识库是用于知识管理的一种特殊的数据库，用于有关领域知识的采集、整理以及提取。 方法库 方法库是存储方法模块的工具，由各种通用性和灵活性都比较强的，可用来构成各种数学模型的算法程序组成。 A knowledge base is a special kind of database for knowledge management, providing the means for the computerized collection, organization, and retrieval of knowledge.

临床决策支持系统的结构 人机交互系统 人机交互式通过用户界面来实现的。 用户可以通过交互信息来控制、改变模型的运行及DSS的运行过程 人机交互需要考虑： 人的因素 交互设备 实现人机交互的软件

临床决策支持系统的关键组成 知识 规则（推理） 数据 协议 知识：是大多数临床决策支持系统的基础。决策的制定是基于医学知识的。 规则：在各种知识的基础上制定规则，进行推理。这些规则是决策， 数据：重要部分，新的数据进行决策，数据更新规则和模型 协议：实现了数据、信息的规范化。同时有利于数据、信息的传输和交换。 39

临床知识的特点 循证要求 知识复杂性 有些知识无法量化，具有不确定性 Medical doctors claim that their discipline is founded on scientific knowledge. Yet, although the ideas of evidence based medicine are widely accepted, clinical decisions and methods of patient care are based on much more than just the results of controlled experiments. Clinical knowledge consists of interpretive action and interaction—factors that involve communication, opinions, and experiences. The traditional quantitative research methods represent a confined access to clinical knowing, since they incorporate only questions and phenomena that can be controlled, measured, and counted. The tacit knowing of an experienced practitioner should also be investigated, shared, and contested. Qualitative research methods are strategies for the systematic collection, organisation, and interpretation of textual material obtained from talk or observation, which allow the exploration of social events as experienced by individuals in their natural context. Qualitative inquiry could contribute to a broader understanding of medical science.

知识的形式演变 数字化 模型化 结构化 标准化 头脑 书本 文本指南 句法 语义 数字可视化

知识的来源：指南 定义：系统开发的多组临床指导意见，用于帮助医生和病人针对特定的临床问题做出恰当的处理、选择，决策适宜的卫生保健服务。 特点：开发方法严格，内容科学、准确 意义：指导医疗研究和实践的重要手段 指南开发过程的特点： 开发周期长 系统严谨的文献评价方法 客观详细的证据分级 具体的建议分级 42

指南获取途径举例 NGC （National Guideline Clearinghouse） http://www.guideline.gov ADA（American Diabetes Association） http://www.diabetes.org EASD（European Association for the Study of Diabetes） http://www.easd.org

指南包含的内容举例 指南标题 参考文献源 指南状态 领域 方法学 建议 支持建议的证据 实施建议所带来的收益/负效果 指南资格证明 指南执行说明 鉴别性信息和实用性 免除责任的声明 …. Guideline title Bibliographic sources Guideline status Scope Methodology Recommendation Evidence supporting the recommendations Benefits/harms of implementing the guideline recommendations Qualifying statements Implementation of the guideline Institute of medicine national healthcare quality report categories Identifying information and availability

知识句法 计算机可处理 临床医学逻辑模型

医学逻辑模型面临的问题 人工 编辑编译平台 着眼自然语言，整理标注，如GEM模型 借鉴有向图，如GLIF模型

临床指南表达模型的发展路线

Arden Syntax 最早的医学知识表达标准 结构简单 只适合单步决策 EON 基于组件的模型 GUIDE 基于Petri网络，多层次体系结构 PRODIGY 不仅仅是对指南的编码，而且可以作为电子病历系统的扩展。 PROforma 由一组任务和数据项组成，是一种形式化创建、发布和执行临床指南的知识表达语言 GLIF 借鉴其他模型优点 医学数据模型基于HL7 RIM GELLO被HL7采纳为标准 致力于临床指南的共享 SAGE 基于HL7、RIM以及SNOMED 临床术语等标准发展 提供针对性的决策支持，面向终端用户解释信息 充分表达复杂的医学工作流程

Arden模型

知识获取工具 知识获取的实质是确定知识范围，采集和加工逻辑知识的过程。 知识获取的方式：直接、间接 工具要求 方便存储和呈现知识 便于理解和更新知识 自动检测知识的一致性 提供多人开发的共享机制 知识获取(knowledge acquisition)是指从某个领域或某些知识源(如专家、书本或专家处理的实例)获取专家系统实现问题求解所需要的专门知识，包括共性知识和个性知识。其实质是确定知识范围，采集和加工逻辑知识的过程 。医学知识获取的任务就是将人类已有的医学知识从医学专家的大脑中或书本上抽取出来，加以归纳总结，编码成计算机可以利用的形式，并输入到计算机中，为计算机完成医学专家所能完成的工作提供知识基础。其方式可分为两大类 ：一类是直接获取方式，即专家向医学专家系统提供一定数量的数据和资料，运用统计归纳、因果推理和人工神经网络等技术从医学专家系统中提取出医学知识；另一类是间接获取方式，其过程是：首先，医学专家将自己的医学知识用语言及书面的形式整理出来，然后，知识工程师在医学专家的帮助下对所提供的医学知识进行分析、抽象及简化，编码成能被计算机理解的形式，通过知识编译器之类的工具，将医学知识输入该专家系统的医学知识库中。 本体的开发是一项复杂的工程。任何领域都包括大量概念、概念的性质、概念之间的各种关联和约束等，要正确地建立相关概念的本体，仅仅靠人手工完成是不现实的。必须借助一定的本体开发工具和环境支持。设计思想先进、结构良好的开发环境对于本体的开发具有重要的意义和使用价值。本体开发环境可以方便地存储和呈现己获取概念和概念之间的各种关系，便于本体工程师正确理解并添加新的概念和关系；可以自动检测本体中的知识是否一致，及时提醒用户修正本体中不一致的知识；可以提供共享机制，辅助多个用户共同完成本体的开发工作。总之，本体开发环境可以按照一定的开发方法辅助本体工程师完成开发工程的各个环节，尽量减少本体工程师的工作，分析评价本体以减少本体中的错误。目前。一些主要的本体开发环境和工具如下： OnloEdit ：是德国Karlsruhe大学AIFB学院的知识管理团队开发本体-工程环境。支持Frame—Logic、0IL、RDFS和XML，是Ontoprise公司的商业化产品。 WebODE_6 J：是西班牙Madrid技术大学计算机科学AI学院的本体和知识复用团队开发，是本体设计环境(ODE，0ntology Design Environment)的Web对应物。主要特点是提供了一组独立于本体实现语言(如Ontolingua、Flogic等)的中间表示形式。当一个完整的、一致的本体中间表示产生后，ODE代码生成器自动将这个中问表示转换成相应的本体实现语言，不仅可以开发本体库，而且是高级的本体论工程工作台，它为有关的不同本体提供服务，并包含和支持本体开发过程中涉及的大部分活动。WebODE是基于广泛使用和测试的Methontology方法论，用本体库对知识进行建模的新工具。依据state—of the—art技术，如Java、RMI、CORBA、XML以及MAS(Minerva Application Server)技术使得WebODE实现得以执行。 OILed：是英国Manchester大学OIL编辑器，并得到Vrije大学、Amsterdam 和SemanticEdge的资助，目标是提供简单的免费软件编辑器来示范OIL。OILed不是完整的本体开发环境—— 不主动支持大规模本体论的开发、本体论的移植和集成，以及涉及本体构建的其它很多活动。OILed是本体编辑器的记事本，仅给用户建立本体论提供足够的功能性，并示范怎样检验本体论的一致性。 Protégé 2000：是由美国Stanford大学医学情报中心(SMI，Stanford Medical Informatics)Mark A．Musen(MD、PhD)领导的开发团队建立，支持RDF，允许域专家通过生成和改进可复用的本体论和解决问题的方法建立基于知识的系统。 Protégé 2000从本体论中产生特定领域的知识获取工具和应用，30多个国家使用Protégé 2000 。它是本体编辑器，能够定义类和类层次、属性关系和属性-值约束，以及类和属性之间的关系。实例标签是知识获取工具，能够获取本体中定义的类的实例。 Protégé 2000是生成和编辑本体论与知识基的可扩展的、跨平台的环境。 Ontology Server ：在PRPA 的知识共享计划支持下，由美国斯坦福大学知识系统实验室开发，是一个比较有代表性的协作式本体开发环境。Ontology Server主要支持用Ontolingua语言建立本体。分散的团体可通过Web来发表、浏览、创立和编辑存储在Ontology Server上的本体，从而辅助了本体协作式的开发。 Ontosaurus：一个基于Web的Loom 和Powerloom 知识浏览器，由美国南加州大学信息科学学院开发。 Ontosaurus由本体服务器、本体浏览服务器两个主要部分构成。本体服务器采用Loom或PowerLoom作为它的知识表示语言，供用户创建、编辑和修改本体。本体浏览服务器使用户可以动态地创建HTML 。页面展示的本体层次结构，并运行在这个页面上编辑本体。另外，它还提供从Loom到Ontolingua、KIF甚至c++等语言的转换工具。 EXPECT ：在知识获取工具中，EXPECT的设计思想比较先进。它能利用本体来辅助知识的获取。通过使用本体，系统能判别出知识之间的关联。从而自动引导使用者输入所需的知识，并能对整个过程给出适当的解释。 WebOnlo ：由英国Open大学知识媒体研究所(KMI，KnowledgeMedia Institute)开发。WebOnlo支持用户协作地浏览、创建和编辑本体，提供控制界面显示本体的表示，还提供了讨论工具Tadzebao供用户同步或者异步讨论本体的开发。 Text—To—Onto：由德国Karlstuhe大学开发的一个集成本体学习环境，主要用于从文本中自动学习本体。它通过知识获取、机器学习等技术从不同的德语知识源(如自由文本、半结构化文本、词典、数据库等)中获取概念结构并建立领域本体。Text—To—Onto的奔腾建立是一个循环过程，它能通过学习不断地求精和完善已有本体。

知识获取工具举例 图形化工具 如Protégé， Asbru View 标记工具 如GEM Cutter， Stepper

知识需要考虑的问题 组织 编码 更新 共享 知识建模的一致性（知识源经建模后的失真）

参考资料 刘加林，石应康.简明医学信息学 浙江大学生仪学院《临床决策支持系统》多媒体教学资料

谢谢！ 2011.4.26