臨床路徑電子化與臨床知識庫建設(shè)實(shí)踐

■ 鄭西川 于廣軍 譚申生

臨床路徑電子化與臨床知識庫建設(shè)實(shí)踐

■ 鄭西川①于廣軍②譚申生①

臨床路徑 循證醫(yī)療 臨床知識庫 決策支持系統(tǒng)

通過臨床路徑概念發(fā)展，描述臨床路徑管理定義及關(guān)鍵特征，分析臨床路徑電子應(yīng)用趨勢，總結(jié)醫(yī)學(xué)本體臨床路徑知識庫建模方法及應(yīng)用。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，追溯臨床路徑的起源及特點(diǎn)，分析臨床路徑關(guān)鍵特征要素，總結(jié)臨床路徑應(yīng)用的11個(gè)關(guān)鍵特征；對臨床路徑電子化應(yīng)用分析，研究國內(nèi)外臨床路徑知識庫的建設(shè)方法；通過臨床路徑電子化應(yīng)用發(fā)展，描述基于本體的臨床路徑診療知識庫的建模方法。研究表明，臨床路徑知識庫建設(shè)是臨床路徑電子化應(yīng)用的核心，其建模方法和知識庫模型對醫(yī)院臨床信息化建設(shè)有至關(guān)重要的影響。

①上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院，200233 上海市宜山路600號

②上海申康醫(yī)院發(fā)展中心，200041 上海市康定路2號

Author’s address：The Sixth people’s hospital affiliated Shanghai Jiaotong University, No.600, Yishan Road, Xuhui District,Shanghai,200233,PRC

1 背景

20世紀(jì)80年代，醫(yī)療費(fèi)用增長使美國醫(yī)院面臨前所未有的壓力，市場競爭使醫(yī)院必須重視成本效益。由此產(chǎn)生了疾病相關(guān)分組DRG，它兼顧了醫(yī)療質(zhì)量和成本效益兩方面。在此背景下，新英格蘭醫(yī)學(xué)中心Zender等將工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵路徑法用于醫(yī)療管理，提出了案例管理計(jì)劃法（CMPs:Case Manage Plans）和臨床醫(yī)療關(guān)鍵路徑法（Critical Paths）,并于1988年首次見諸于文獻(xiàn)報(bào)道。CMPs和關(guān)鍵路徑強(qiáng)調(diào)病人從入院到出院的過程管理，聚焦于醫(yī)療服務(wù)整個(gè)流程而不是單獨(dú)的臨床結(jié)果，強(qiáng)調(diào)臨床醫(yī)療專家、醫(yī)院管理者和病人在整個(gè)服務(wù)過程中緊密配合，改進(jìn)醫(yī)療質(zhì)量。CMPs制定了每個(gè)DRG下診療服務(wù)的詳細(xì)計(jì)劃、關(guān)鍵路徑以及關(guān)鍵事件，將他們以時(shí)間軸設(shè)定。從新英格蘭中心的CMPs和關(guān)鍵路徑法中，能得到如下啟示：（1）關(guān)鍵路徑提出在病人臨床適當(dāng)時(shí)機(jī)對診療行為進(jìn)行合理干預(yù)，以確保臨床醫(yī)療中每一醫(yī)療行為都是整個(gè)臨床目標(biāo)有機(jī)部分；（2）關(guān)鍵路徑法是醫(yī)療機(jī)構(gòu)的管理制度，綜合了醫(yī)療管理目標(biāo)及可獲得的醫(yī)療資源，將共性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于個(gè)體病人；（3）關(guān)鍵路徑是靜態(tài)的，對于復(fù)雜疾病病人，新英格蘭醫(yī)學(xué)中心制訂了關(guān)鍵路徑的準(zhǔn)入條件；（4）臨床專家具有偏離關(guān)鍵路徑的權(quán)利。當(dāng)出現(xiàn)偏離時(shí)，需要記錄偏離原因，以便通過差異分析，改進(jìn)和修正關(guān)鍵路徑；（5）關(guān)鍵路徑應(yīng)用需要病人和家庭配合，通過合作協(xié)同，使病人愿意參與和學(xué)習(xí)關(guān)鍵路徑；（6）通過面向過程的關(guān)鍵路徑法實(shí)施，新英格蘭醫(yī)學(xué)中心成功解決了醫(yī)療質(zhì)量和成本效益之間的矛盾。

1996年，美國國家醫(yī)學(xué)圖書館（NLM: National Library of Medicine）將關(guān)鍵路徑法收入美國醫(yī)學(xué)主題詞表（MeSh）。隨后幾年，關(guān)鍵路徑更多地被臨床路徑所替代。到2003年美國60%的醫(yī)院實(shí)施了臨床路徑。目前國外對臨床路徑的研究與應(yīng)用基本處于成熟階段。美國、英國、澳大利亞、日本、新加坡及我國臺灣、香港地區(qū)都有大量文獻(xiàn)報(bào)道，臨床路徑應(yīng)用的病種從外科向內(nèi)科、從急性病向慢性病、從院內(nèi)向社區(qū)醫(yī)療服務(wù)各方面管理擴(kuò)展。

上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院2008年開始在全院試點(diǎn)臨床路徑管理，2009年國家衛(wèi)生部臨床路徑應(yīng)用試點(diǎn)指定該院骨科和心內(nèi)科為衛(wèi)生部臨床路徑試點(diǎn)科室。醫(yī)院利用信息化手段，將臨床路徑管理貫通到醫(yī)療工作實(shí)際流程中，實(shí)現(xiàn)了11個(gè)臨床科室58個(gè)病種的電子化應(yīng)用。醫(yī)院實(shí)行的“3+3”工程（“電子醫(yī)囑、電子病歷、電子路徑”+“臨床路徑醫(yī)生板塊、護(hù)理板塊、病人告知板塊”）受到了同行廣泛重視。本文在醫(yī)院臨床路徑電子化應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)上，總結(jié)臨床路徑應(yīng)用的特征，探索臨床路徑知識庫建設(shè)的方法。

2 臨床路徑定義及其主要特征

臨床路徑應(yīng)用有一個(gè)發(fā)展過程，臨床路徑各種定義從不同角度描述了各自對臨床路徑的理解。比較能反映臨床路徑本質(zhì)的定義如下：臨床路徑是由相關(guān)專業(yè)一組醫(yī)療專家（含護(hù)理、管理）基于循證醫(yī)療指南依據(jù)特定目標(biāo)以病人為中心制訂的一系列診療計(jì)劃任務(wù)，這些任務(wù)具有特定的時(shí)間周期，它描述了特定病種的診療流程及標(biāo)準(zhǔn)化診療方法，具有規(guī)范醫(yī)療行為，降低醫(yī)療成本，提升病人滿意度的作用[1]。

通過對臨床路徑定義以及相關(guān)文獻(xiàn)分析，我們總結(jié)出臨床路徑應(yīng)用的11個(gè)特點(diǎn)：（1）協(xié)同醫(yī)療。除過臨床路徑開發(fā)需要不同領(lǐng)域?qū)＜遥ㄡt(yī)療、護(hù)理、管理、信息等）協(xié)同外，臨床路徑執(zhí)行也需要不同領(lǐng)域（臨床、護(hù)理、藥品及醫(yī)技等）協(xié)同，為了保持病人醫(yī)療連續(xù)性，門診和住院也需要協(xié)同[2]；（2）目的性。臨床路徑對病人臨床干預(yù)具有明確的目的預(yù)期，其管理目的性非常明確；（3）針對醫(yī)療流程。臨床路徑本身由一組按流程的執(zhí)行單元組成，每一單元又包括了一系列任務(wù)序列，具有明確目的和結(jié)果；（4）與醫(yī)療機(jī)構(gòu)緊密結(jié)合。不同于指南規(guī)范，臨床路徑制定有一個(gè)本地化的過程，與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的資源及醫(yī)院要達(dá)到的目標(biāo)緊密結(jié)合；（5）時(shí)限性。臨床路徑中的執(zhí)行單元和具體任務(wù)都具有特定的時(shí)間性；（6）聚焦醫(yī)療質(zhì)量。臨床路徑一系列處理單元和任務(wù)的目標(biāo)是改進(jìn)醫(yī)療質(zhì)量，降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，提升病人的滿意度，提升醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)療資源的使用效率。其中，支持關(guān)鍵醫(yī)療節(jié)點(diǎn)的臨床決策和減少不希望的醫(yī)療變異是最主要的；（7）循證醫(yī)學(xué)。臨床路徑是診療規(guī)范指南與臨床機(jī)構(gòu)最佳醫(yī)療實(shí)踐的結(jié)合，具有明顯的循證醫(yī)療特征；（8）適應(yīng)性強(qiáng)。以知識庫應(yīng)用為核心的臨床路徑應(yīng)用不再是“靜態(tài)”的死路徑，具有動態(tài)自適應(yīng)、能根據(jù)病人個(gè)性化特征“自調(diào)整”最優(yōu)路徑[3,4]；（9）差異提醒。差異是病人個(gè)性化醫(yī)療中的正常現(xiàn)象，臨床路徑應(yīng)用目的不是消滅差異，而是在差異發(fā)生時(shí)，提醒臨床醫(yī)生對差異進(jìn)行評估、記錄和分析，作為醫(yī)療質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的一部分，不斷改進(jìn)臨床路徑，使其符合滿足目標(biāo)病種人群診療需求；（10）以病人為中心。臨床路徑制訂時(shí)要考慮病人的需求，總的目標(biāo)要提升病人的醫(yī)療安全，通過病人對臨床計(jì)劃的了解建立病人合理的預(yù)期結(jié)果，體現(xiàn)了“以人為本”理念；（11）強(qiáng)調(diào)溝通與文檔。包括各種電子化溝通工具以及電子文檔形成等[5]。

3 臨床路徑電子化發(fā)展

臨床路徑電子化是臨床路徑管理應(yīng)用深化的必然結(jié)果。人工紙張管理的臨床路徑應(yīng)用不能實(shí)現(xiàn)臨床路徑對病人臨床醫(yī)療過程的干預(yù)，無法實(shí)現(xiàn)與醫(yī)院其他系統(tǒng)的集成，盡管通過努力，能部分實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)療質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的策略，但對醫(yī)療整體流程改進(jìn)分析以及差異管理作用有限[6]。臨床路徑電子化應(yīng)用是臨床路徑應(yīng)用發(fā)展的必由之路。

從臨床路徑電子化發(fā)展的路徑來看，臨床路徑電子化應(yīng)用分為兩大類：以文檔為中心（Documentcentric）和以知識為中心（Knowledgecentric）。早期臨床路徑電子化是以紙質(zhì)路徑表為基礎(chǔ)的，實(shí)現(xiàn)了臨床路徑表格的結(jié)構(gòu)化與可視化，目前以文檔為中心的臨床路徑電子化應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)臨床指南電子化，國外許多學(xué)者給出了臨床路徑指南文檔的結(jié)構(gòu)化表達(dá)方法，提出了通過語義標(biāo)識定義文檔中語義元素的方法。我們曾提出了一種基于紙質(zhì)臨床路徑應(yīng)用電子化的新方法，該方法能實(shí)現(xiàn)病人注冊、醫(yī)囑下達(dá)、變異管理及分析等臨床路徑應(yīng)用功能，該方法提供了一個(gè)基于紙質(zhì)臨床路徑管理應(yīng)用的電子化方案。由于文檔為中心的臨床路徑電子化沒有醫(yī)學(xué)知識庫支持，很難實(shí)現(xiàn)臨床場景環(huán)境實(shí)時(shí)醫(yī)療決策及智能提醒。以知識庫為中心的臨床路徑電子化具有以下特點(diǎn)：（1）臨床路徑應(yīng)用能根據(jù)資源獲得情況及病人個(gè)性化需求動態(tài)調(diào)整執(zhí)行路徑；（2）臨床路徑執(zhí)行中支持病人信息數(shù)據(jù)集成和聯(lián)機(jī)循證提示幫助；（3）能根據(jù)病人實(shí)際情況支持執(zhí)行復(fù)合路徑(多個(gè)路徑綜合)；（4）根據(jù)病人特定情況向臨床醫(yī)生提供警告警示，自動修正臨床路徑。知識庫支持下的臨床路徑是一個(gè)“活”路徑而非提前預(yù)置的“死”路徑。國外以臨床知識庫方法實(shí)現(xiàn)的相關(guān)原型如SAGE、GLIF (GuideLine Interchange Format)及ProFORMA等。由于這些知識庫大都屬于學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)開發(fā)，沒有在實(shí)際的臨床醫(yī)療決策實(shí)時(shí)運(yùn)行大規(guī)模應(yīng)用。

我院臨床路徑應(yīng)用實(shí)踐，為臨床路徑知識庫建設(shè)提供了大量素材。通過對國外臨床知識庫模型的分析，為我院以知識庫為核心臨床路徑電子化應(yīng)用建設(shè)提供了思路。目前我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了58個(gè)病種臨床路徑知識庫的建設(shè)，并得到實(shí)際應(yīng)用。

4 臨床路徑知識庫建設(shè)

4.1 臨床路徑知識庫

如上所述，目前絕大多數(shù)臨床路徑電子化應(yīng)用不支持自適應(yīng)性動態(tài)臨床路徑調(diào)整，不能適應(yīng)復(fù)雜臨床問題處理，也不能提供對病人實(shí)時(shí)“活”數(shù)據(jù)的聯(lián)機(jī)決策處理。要解決以上問題，關(guān)鍵是支持循證醫(yī)療的臨床路徑知識庫建設(shè)[7,8]。

臨床路徑知識庫模型來源于非結(jié)構(gòu)化或者半結(jié)構(gòu)化的臨床路徑文檔，在其計(jì)算機(jī)化過程中，需要用格式化語言描述臨床路徑的執(zhí)行過程和決策條件，要求能從病人的數(shù)據(jù)信息中，能夠進(jìn)行病情評價(jià)，產(chǎn)生特定的臨床決策結(jié)論。知識庫表達(dá)模型通常包括三個(gè)組件：（1）病人臨床信息模型：定義了病人臨床數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化視圖，各種臨床信息系統(tǒng)是病人信息數(shù)據(jù)的來源基礎(chǔ)；（2）臨床術(shù)語代碼集：能夠允許對臨床路徑執(zhí)行條件代碼與病人臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，達(dá)到路徑選擇的目的；（3 ）路徑模型表達(dá)語言：定義臨床路徑?jīng)Q策條件語義與概念符號。采用用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模表示語言，由于其基于復(fù)雜的語言符號，對沒有進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練的人難以掌握，所以，在臨床路徑知識庫建設(shè)中，需要進(jìn)行簡化，將一系列病人數(shù)據(jù)類型、查詢、路徑選擇及其他功能封裝，定義一組類，形成容易理解的數(shù)據(jù)表格。實(shí)際應(yīng)用中，以填表的形式進(jìn)行表達(dá),達(dá)到易于使用簡化操作之目的。

我院臨床路徑知識庫建設(shè)中，通過對病種相關(guān)領(lǐng)域臨床醫(yī)療過程分析，采用基于醫(yī)學(xué)本體的知識庫模型，建立了支持病人診療計(jì)劃的臨床路徑知識庫規(guī)范化表達(dá)方法[9]。具體應(yīng)用實(shí)踐過程分為4步：（1）病種知識源：以衛(wèi)生部指南以及國外循證醫(yī)療指南為基礎(chǔ)，按照臨床專家得具體實(shí)踐，參考權(quán)威文獻(xiàn)，作為知識庫內(nèi)容來源；（2）知識分類體系：對臨床知識按照一定的框架架構(gòu)進(jìn)行分類；（3）知識抽象：從具體到一般規(guī)則，指導(dǎo)臨床醫(yī)療實(shí)踐；（4）醫(yī)學(xué)本體工程：使用標(biāo)準(zhǔn)化本體工具建立知識庫模型。臨床知識庫與具體醫(yī)療實(shí)踐結(jié)合，將極大地促進(jìn)醫(yī)院臨床路徑電子化應(yīng)用水平[10]。

4.2 醫(yī)學(xué)本體臨床路徑知識庫建設(shè)

本體是關(guān)于特定領(lǐng)域知識規(guī)范化、明確化的表達(dá)方法。本體模型聲明了在不同層次上抽象的一組領(lǐng)域概念術(shù)語（類：Classes），類通過屬性（Slots/Properties）來表達(dá)。在本體表達(dá)中，類與其他類的關(guān)系通過關(guān)系（Relationships）來描述。實(shí)例（Instance）演示了現(xiàn)實(shí)世界中具體類與賦值后的屬性的具體例子，當(dāng)相關(guān)領(lǐng)域一組實(shí)例有機(jī)組合形成本體，就組成了相關(guān)領(lǐng)域的知識庫。

Protégé 是斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究所開發(fā)的開源本體編輯工具，支持兩種本體模型：（1）基于框架的本體模型；（2）Web本體語言（OWL）模型。Protégé 知識表達(dá)環(huán)境提供了兼容開放知識聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)（OKBC: Open Knowledge Base Connectivity）的結(jié)構(gòu)化表達(dá)框架，Protégé 本體框架有類（classes）、槽（slots）、側(cè)面（facets）和實(shí)例（instances）組成。Protégé框架中類由Is-a關(guān)系指定，其子類繼承了父類的屬性；槽用于表達(dá)類之間的關(guān)系，特定的側(cè)面以值如String, Class,Instance, symbol或Boolean等描述。限制條件用于表示Protégé框架本體知識庫的內(nèi)容得表達(dá)條件，這些限制以Protégé Axiom Language （PAL）語言表達(dá)。利用Protégé-OWL建立的本體知識庫與Protégé 框架知識庫有類似的組件：類、屬性以及實(shí)例，在Protégé-OWL的對象屬性可以進(jìn)一步通過如函數(shù)、反向函數(shù)、轉(zhuǎn)換等限制使用，Protégé-OWL基于不同的邏輯模型，相對Protégé框架更加易于定義描述。

根據(jù)我院已應(yīng)用的臨床路徑電子化數(shù)據(jù)積累情況，我們利用Protégé-OWL定義了58個(gè)病種的臨床路徑知識庫，其模型框架包括了10個(gè)方面，共200多個(gè)字段屬性。我們根據(jù)醫(yī)院實(shí)際臨床實(shí)踐定義了相關(guān)規(guī)則，進(jìn)行了內(nèi)容抽取，建立了一個(gè)初步的臨床路徑知識庫模型。該模型實(shí)現(xiàn)與臨床信息系統(tǒng)集成后，將實(shí)現(xiàn)臨床醫(yī)療過程中的基于知識管理的動態(tài)干預(yù)與智能提醒[11]。

5 結(jié)論

近20年來，臨床路徑管理聚焦于臨床醫(yī)療流程分析，是醫(yī)療質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的工具，通過全過程的臨床醫(yī)療干預(yù)措施，不斷地改進(jìn)醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。但由于臨床路徑實(shí)施中信息技術(shù)手段的滯后以及臨床醫(yī)療過程信息標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)的缺失，國內(nèi)外臨床路徑的實(shí)施效果一直存在各種問題。特別是國內(nèi)臨床信息系統(tǒng)醫(yī)生電子醫(yī)囑CPOE功能缺失，臨床路徑電子化應(yīng)用困難很多[12]。我們結(jié)合上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院臨床路徑實(shí)施，在強(qiáng)調(diào)以病人為中心的臨床路徑電子化應(yīng)用中，著重建立臨床路徑智能化知識庫，利用Protégé本體工具對我院58個(gè)病種的臨床路徑進(jìn)行了基于本體的知識庫建模，其建模方法及模型結(jié)果對以知識庫為核心的臨床路徑應(yīng)用實(shí)踐有重要意義，其知識庫建設(shè)對未來區(qū)域臨床路徑信息應(yīng)用以及醫(yī)療協(xié)同也具有一定的價(jià)值。

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Practice on the application of clinical pathways electronic system and construction of clinical knowledge base

ZHENG Xichuan, YU Guangjun, TAN Shensheng

Chinese Hospitals.-2012,16(2)：29-31

clinical pathway, evidence-based medicine, clinical knowledge base, decision-making system

To describe the definition and the key characters of Clinical pathways, this thesis summarized clinical modeling method of pathway knowledge base and its applications. Derivation of working definition of clinical pathways that includes 11 descriptors through the published literatures. Articulation of methodology for abstracting and modeling practice oriented knowledge from clinical pathways. Representation of our Clinical pathway ontology knowledge base model. Implementation of clinical pathway knowledge is the core of electronic clinical pathway application. Its modeling methodology is vital influence to the clinical information system construction.

上海市2011信息化發(fā)展專項(xiàng)基金資助（面向區(qū)域醫(yī)療的醫(yī)院臨床路徑管理軟件平臺建設(shè)與應(yīng)用示范）

鄭西川：上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院計(jì)算機(jī)中心主任，高級工程師。

E-mail：zhengxc116@163.com

2011-08-18](責(zé)任編輯 王遠(yuǎn)美)