基于医疗大数据的临床决策支持系统
摘要:探究医疗大数据的应用方向之一临床决策支持系统的功能,为具体评价临
床决策支持系统的便利性和在提升医疗质量方面的作用,特选择护理临床决策支
持系统作为具体案例进行研究。经过综合与总结,可得知临床决策支持系统对于
护理质量和患者治疗过程产生积极作用。
关键词:临床决策支持系统(CDSS);医疗大数据;护理临床决策支持系统,医
疗质量
I.前言
1.1 背景
中国在健康医疗大数据的建设中投入了大量的人力、物力、财力。患者在医院就
诊过程中的体征、检查、检验、诊断、用料、支付都已经实现数据化。但是,海
量的未经处理的数据对于临床医生而言并没有起到很好的辅助作用,他们无法从
非结构化的、未经处理的数据中得出有效的结论。由此产生问题,医生没有利用
好数据科学。换句话说,临床医务人员无法用 IT 语言描述数据分析需求,IT 人
员无法理解医疗数据和业务问题,也可以说成“懂医学的人不懂大数据分析,懂
大数据分析的人不懂医学”。
1.2 出现
为了评估和提高医疗质量,减少医疗差错,以及探索疾病之间的关联关系,辅助
问题挖掘及临床决策支持,医院信息系统中就有了临床决策支持系统(CDSS)。
它可以对现有的疾病数据进行分析整理,利用大数据技术,建立疾病、症状、诊
断之间的相关关系,并形成知识图谱来辅助临床医生发现问题并提供鉴别诊断,
有效降低误诊率。
II.应用
2.1 定义与区别
目前,临床决策支持主流的定义是 Robert Hayward 提出的:“连接临床观察与
临床知识,影响临床决策,改善临床结果”。这一定义将 CDSS 简化为功能概念。
CDSS 其实就是在正确的时间,对正确的对象,提供正确的信息,这区别于人工
智能和专家系统。
为何说 CDSS 区别于人工智能和专家系统呢?人工智能是通过模拟人类的行为和
方法来让机器也拥有与人类相似的能力;专家系统可以根据某领域一个或多个专
家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那
些需要人类专家处理的复杂问题;而 CDSS 既基于医疗大数据的处理与分析,又
有临床医生诊断时的思考,它进行辅助决策时需要与临床医生进行互动,可以说
是计算机与人脑的综合,决策支持系统与专家系统的集成。
2.2 功能
CDSS 的功能可以基于它被使用的时机来划分,临床医生利用 CDSS 提供的服务在
诊断或治疗病人时获得帮助,减少医疗差错。因此可将临床决策支持系统的使用
时机划分为诊断前,诊断中,诊断后。
诊断前:CDSS 可以根据患者的症状“推荐检查检验”、“辅助诊断”,帮助医
生完成对疾病的初步诊断。
诊断中:CDSS 可以帮助医生回顾并筛查初步诊断,进行检查检验结果的“判读”
和“智能提醒与警告”,为医生提示药品适应症、药理、药效等,包括手术并发
症常见症状,以及术后综合治疗及评估方案等,以便完善初步诊断,确定诊断。
诊断后:CDSS 可以进行“疾病风险评估”,挖掘患者与其既往医疗信息、临床
治疗之间联系的数据信息以便“预测”其将来的健康问题或死亡风险;之后会形
成“成套医嘱”。
III.护理临床决策支持系统案例与分析
3.1 背景
随着信息化的发展,信息化已成为护理发展的必然趋势。护理作为患者入院治疗
后不可或缺的重要环节,具有十分重要的地位。护士在临床中从事大量的基础性
重复性的工作,亟待运用信息技术手段来帮助护士进行日常的护理工作,提高护
士工作效率,提升患者护理质量。[2]
3.2 系统架构与功能
在护理工作方面,CDSS 可通过提醒、预警、辅助决策等功能提高护理记录的准
确性和全面性,增强护士决策自主权、专业满意度和职业归属感。同时,开发者
在进行护理临床决策支持系统的开发时将循证指南嵌入 CDSS,可提高护士对指
南的依从性,从而规范护士行为,提升护理质量。[3]
护理临床决策支持系统包含护理智库、护理质控、NIS 互动、智能提醒、物联互
动、患者相关性六个功能模块。
护理智库包含疾病相关知识、专科评估要点、护理问题、护理措施、健康指导、
护理指导、护理结局评价。将护理中的大数据与常规知识集成在一个系统,展示
护理常规内容,使护士在护理过程中能够迅速地收集信息,结合患者当前医嘱,
获得最适合患者的护理决策,提升护理人员的决策水平,促进护理人员的有效护
理。同时支持全文检索和指定分类检索和查看搜索历史。
护理质控包含敏感指标监测、文书质量监测、及时问题分析。允许使用者将统计
报表下载,报表中有得分项和扣分项以及各个病区问题一览表,可以由此进行各
病区问题的综合分析,回顾总结,对已有问题进行解决,提升护理质量,提高患
者舒适度和生活质量。
NIS 互动会将护理相关操作进行集成,使护士们在同一个系统中进行操作,实现
护理排班和护理计划同步。
智能提醒包含事中质控和预警提醒,在对护理的约束评估中实现五个维度,包括
完整、一致、合规、及时、预警,在有病患需要及时进行某项操作时,CDSS 会
进行提醒;当护理某项操作不合乎规范时,CDSS 会进行预警并展示质控规则和
合理的护理操作。
3.3 案例分析
在资料搜寻中,经过阅读文献和分析,我们可以看到护理临床决策支持系统对于
护理资源的作用效果可分为三个方面。
经济资源:CDSS 可通过降低护理院老年人压疮发生率而降低相应成本支出。但
是在常规护理中,CDSS 会根据指南提醒护理时间和护理操作。由于护理频次,
规范性的提高,CDSS 会增加常规护理的人力、财力的投入。
护理服务资源:CDSS 可提高心衰患者家庭访视次数,降低败血症患者和多重用
药居家老人的住院率,但对慢性病患者症状管理影响较小。究其原因,可能为慢
性病病程较长,且病情复杂,慢性病的症状改善是治疗、专业护理、日常照护等
共同作用的结果,而 CDSS 用于护理领域时,更多关注的是患者护理问题。
时间资源:CDSS 可缩短发热儿童实验室检查时间和患者院前急救送诊时间,提
高护士长责任制排班效率。由于信息化的提高,会延长护理人员对电脑等智能设
备的使用时间。
3.4 案例结果
CDSS 在护理工作、患者状况和护理资源方面发挥着积极作用,可以辅助护士进
行常规护理,避免因人为遗忘、操作失误等造成的问题,提高护理准确率、及时
率,提升护理质量。但存在前期成本投入高、耗费更多护理时间等不足,未来仍
需进一步完善和优化。
IV.讨论
4.1 问题与障碍
CDSS 的研究始于 20 世纪 50 年代末,最早的研究方向是医学专家通过推理引擎,
将专业知识和临床经验经过整理后存储于知识库中,利用逻辑推理和模式匹配的
方式,帮助用户进行诊断推断。发展至今,国内外临床决策支持系统的开发应用
已经有将近 70 年,但目前的临床决策支持系统的应用推广面并不广,被临床医
生们接受并应用到临床中的情况较少。造成这种现状的主要原因包括:
①学科交叉整合比较困难。计算机程序可以模拟人类的行为和方法,基于现有的
大数据,经过逻辑推理产生结果,但却不能产生创造性的结果。人类疾病具有复
杂性、多变性和不确定性等特点,临床决策除了需要全面了解患者的病情特点及
相应的辅助检查结果外,更需要医生的临床经验和辩证思维。
②技术方面的问题。现行的推理模型可以很好地解决简单的问题,但一用到错综
复杂的现实中便会产生错误。而临床医生诊断容错率低,复杂的病情需要多位专
家的讨论,辩证来进行患者诊断,降低误诊率。
③数据合法使用和隐私保护问题。由于采集的数据中包含患者个人信息,所以采
集数据前,必须得到患者授权,并且根据个人信息保密的基本原则使用这些数据。
目前,国际上已经越来越重视数据隐私的保护,如欧盟已经出台了严格的数据保
护条例,相信在不久的将来,我国也会出台相关法律、建立专门的监管机构来规
范和监管数据使用情况。这样才能进一步促进数据流通,发挥数据的价值,建立
大数据,同时能够有效保护患者的隐私。[5]
④开发思路方面的问题。开发人员以软件为中心的开发思路常常容易忽视临床中
的实际问题、业务需求及用户的真正需求。
⑤忽视组织因素。开发人员对 CDSS 即将应用的组织环境因素重视不够,不少开
发人员错误地认为 CDSS 就像一台普通医疗仪器,只要安装在医院的某个地方就
会自然而然地解决临床问题。
⑥操作耗时问题。由于使用临床决策支持系统的医务工作者计算机水平不同,部
分人员计算机应用能力较弱,使用时耗时较多,效率降低。[4]
⑦数据质量低。CDSS 中存在海量的非结构化数据(如心电图、彩超、DR、CT、
核磁共振、脑电图、肌电图等),医生在诊断时无法高效利用。
⑧成本高且提升诊断质量的效果不确切。
疾病的复杂性、多样性、不确定性和医学知识的丰富性导致开发者在设计 CDSS
时需要考虑非常多的患者因素和最新的诊断方法。医学界的临床研究和患者数
据,数以万计,质量参差不齐,其中包含大量非结构化的数据,如何将最高质量
的证据用于 CDSS 是非常困惑开发者的事情。临床工作流程的复杂性也增加了
CDSS 整合到 HIS 系统的难度,尤其是不少医院对于内外网有着严格的逻辑隔离
甚至是物理隔离,进一步限制了一些在线 CDSS 的院内应用。
4.2 总结与展望
CDSS 目前在国外的应用已经趋于成熟化,但在国内,仍有很长一段的发展历程。
海量医疗大数据如何分析并整合成有效的资源,并在医生诊断过程中提供有效的
辅助;如何打通不同医院的 CDSS,实现知识与信息的共享;如何通过 CDSS 中的
医疗大数据分析、总结、预测、实验,形成较好的诊断和治疗标准;这些都是临
床决策支持系统可以发展的方向。随着“云、大、物、移、智”以及计算机技术
的迅速发展,可以预见在这些前沿技术的推动下,CDSS 必将步入发展的快车道。
V.参考文献
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