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基于临床指南的急性胰腺炎诊断决策支持系统的构建

摘要目的:<br>  临床指南是系统开发的多组指导意见,帮助医生和病人针对具体的临床问题做出恰当处理,从而选择、决策适宜的卫生保健服务。大多数临床指南是基于静态文本的自然语言,因此计算机无法对未经结构化的、基于自由文本的指南进行分析。临床决策支持系统(Clinical Decision Support System,CDSS)是通过计算机技术辅助临床医生决策的工具。基于临床指南的CDSS,是将文本形式的临床指南基于适当的建模形成计算机可读的形式,通过执行指南,在诊疗过程中提供针对性建议的系统。<br>  急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)病变起源于胰腺,通过胰酶的激活及激发的炎症介质反应而累及全身器官及系统,是急诊科常见急腹症之一。AP起病急、变化快、并发症发生率高始终困扰着患者和医务人员。本研究旨在基于AP临床指南参照SAGE模型利用Protégé本体建模工具建立AP诊断知识表达模型,使用CLIPS推理引擎推理产生规则,构建单机版AP诊断决策支持系统。<br>  方法:<br>  本研究研究工具包括《中国急性胰腺炎诊治指南(2013年,上海)》、Protégé、SAGE模型、CLIPS。基于Protégé4.3编辑环境的领域本体构建方法——“七步法”建立AP本体模型。绘制AP指南流程图后进一步参照SAGE模型将流程图转换为医学知识表达模型。采用汉语拼音首字母为每一条产生式规则的描述即前提或结论编码后利用CLIPS(C Language Integrated Production System,CLIPS)推理引擎生成AP规则库。本研究借助Windows操作系统自带的记事本应用程序,编写AP疾病诊断决策代码,构建AP诊断决策支持系统。并根据准确率、灵敏度、特异度、漏诊率和误诊率评估决策支持系统的临床效用。<br>  结果:<br>  在AP本体构建中,共定义了75个概念术语。本研究构建了3个二级类,分别为患者、急性胰腺炎指南和解剖结构。三级类有8个节点。其中急性胰腺炎指南包括三个节点,病因的诊断、诊断的流程及术语定义。共建立26个属性,13种属性关系,22个实例概念。<br>  实现AP诊断指南的流程图可视化表达。参照SAGE模型将流程图转换为AP知识表达模型。利用CLIPS推理引擎生成了12条AP诊断规则。<br>  本研究最终构建AP疾病诊断决策支持系统单机版操作界面,提供决策服务。系统准确率、灵敏度、特异度、漏诊率和误诊率均为理想值。<br>  结论:<br>  本研究基于AP临床指南参照SAGE模型利用Protégé建立AP诊断知识表达模型,使用CLIPS推理引擎推理产生规则,仅考虑疾病诊断,构建单机版AP诊断决策支持系统。AP诊断决策支持系统可以帮助临床医生进行疾病诊断,尤其是在使用CT/MRI影像学指标后,AP的诊断准确率相比不使用有了很大的提高。CT/MRI作为金标准指标在AP诊断过程中起到关键作用。未来可进一步扩充系统功能,增加治疗及病因等方面的决策服务,以期更好地服务于临床,同时可将系统嵌入到医院的HIS系统中,解决CDSS与HIS系统语义互操作问题,辅助临床决策。

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