基于自然語言處理的臨床決策支持系統(tǒng)

摘要：臨床決策支持系統(tǒng)是輔助醫(yī)護人員進行醫(yī)療決策的系統(tǒng)，其目的是減少出錯、提高效率。自然語言處理是計算機對自然文本進行分析、識別、理解的技術(shù)。醫(yī)療文書是較為規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言文本，從詞匯、語法上分析較適合于進行自然語言處理。采用自然語言處理的臨床決策支持系統(tǒng)與人工干預(yù)輸入的臨床決策支持系統(tǒng)比較，不會額外增加醫(yī)護人員的工作量，更易于被臨床接受，是今后臨床決策支持系統(tǒng)發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：自然語言處理；臨床決策支持；醫(yī)學(xué)詞匯

中圖分類號：TP302 文獻標(biāo)識碼：A

醫(yī)學(xué)實踐是關(guān)乎人體生命健康的行為，不容疏忽。但是，對于醫(yī)務(wù)人員來說，作為一個理智、情感共存的個體，失誤是必然的，人總會犯錯，這導(dǎo)致了醫(yī)患雙方關(guān)系的緊張、甚至生命健康的負(fù)面影響。為了降低出錯的概率，臨床決策支持系統(tǒng)應(yīng)運而生，它可以對醫(yī)務(wù)人員進行診療方面的指導(dǎo)。

臨床決策支持系統(tǒng)是信息（數(shù)據(jù)）處理系統(tǒng)。它包括：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果輸出三部分。其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取是至關(guān)重要的、是需要首先解決的問題，只有準(zhǔn)確全面的數(shù)據(jù)，才會有正確的結(jié)果輸出。臨床上，數(shù)據(jù)是患者在診治過程中的各種數(shù)據(jù)，包括癥狀、體征、輔助檢查結(jié)果、檢驗結(jié)果、治療情況等等，其載體分別是：醫(yī)生護士書寫的病歷記錄、檢查檢驗報告、醫(yī)囑記錄等。

目前臨床決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取主要是格式化的數(shù)據(jù)（如結(jié)構(gòu)化文檔）、或者人工干預(yù)輸入。這導(dǎo)致了臨床決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用主要是自覺式的運用，即醫(yī)生在存在疑問的情況下主動進行決策支持，當(dāng)然主動使用這并不是壞事。然而，作為一個有經(jīng)驗的醫(yī)生，即使沒有決策支持系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)問題的時候總會通過查閱資料等各種方法找到問題的答案，此時臨床決策支持系統(tǒng)僅僅充當(dāng)了便攜式的臨床診療指南。醫(yī)療事故、差錯，往往是在不知道存在問題、或者忽略了某些情況后發(fā)生的。所以臨床上迫切需要的是能夠自動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、給出提示的臨床決策支持系統(tǒng)。

自動收集數(shù)據(jù)是首先需要解決的問題。雖然結(jié)構(gòu)化文檔能夠獲取重要數(shù)據(jù)，但是在醫(yī)護人員每天的工作中，表現(xiàn)為自由文本的書寫的大量病程記錄、護理記錄也客觀反映了患者病情的發(fā)展變化。能夠在自由文本中自動收集數(shù)據(jù)，才談得上自動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、結(jié)果提示。所以自然語言處理對于臨床決策支持系統(tǒng)來說是必要的。

1臨床文本特征

臨床文本是在臨床實踐過程中醫(yī)護人員記錄在一定介質(zhì)上的語言，它符合一般語言特征，還同時必須符合醫(yī)學(xué)專業(yè)用語表達(dá)規(guī)范，可稱之為醫(yī)學(xué)語言。醫(yī)學(xué)語言是一般自然語言的子集。作為專業(yè)語言，臨床語言有一定的特征：

1.1詞匯特征 從描述目的可以分為幾個方面：描述患者病情的關(guān)于癥狀、體征、檢驗檢查結(jié)果等詞匯，如發(fā)熱、腹痛、頸部包塊、白細(xì)胞升高、肺部腫塊影等；描述治療方面的關(guān)于藥品、手術(shù)、操作等詞匯，如青霉素、闌尾切除術(shù)、導(dǎo)尿等；一般修飾性詞匯，如升高、降低、加快、減慢等。其中，前兩種詞匯是核心，它把問題約束到較為狹窄的范圍，修飾性詞匯把約束了問題的性質(zhì)。

從詞匯的來源可以分為：解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理、診斷學(xué)、治療學(xué)名詞，如頸部、左下肢、右上腹、皮膚、血液等，它約束了問題的部位，雖然詞匯量不少，但基本上是較為固定而且規(guī)范的，詞意的理解上一定不會出現(xiàn)歧意；藥理學(xué)、治療學(xué)等詞匯，其中變化較大的是藥品名稱，藥品化學(xué)名相對穩(wěn)定，但商品名卻是五花八門，這就需要及時更新詞庫，可以參照衛(wèi)生部頒布的藥典、醫(yī)保目錄等相關(guān)資料；感覺、感受方面的詞匯，它描述了患者的癥狀，雖然是一般性詞匯，但根據(jù)病歷書寫規(guī)范，患者癥狀的描述不是任意的，也必須規(guī)范表達(dá)，如頭昏，不應(yīng)該表達(dá)為頭發(fā)昏，乏力，不應(yīng)該表達(dá)為沒有力氣等，可見這類詞匯也是有規(guī)律可循的，一般不會存在歧意；一般修飾限定性詞匯、謂詞，如數(shù)量名詞、形容詞等，這類詞匯一般與前面幾種詞匯關(guān)聯(lián)，不會獨立存在，而且謂詞相對較少，含義明確。

總體來說，醫(yī)學(xué)語言所用到的詞匯量較少，其詞庫規(guī)模較一般語言小得多。并且詞意明確，有規(guī)律可循。

1.2語法特征 醫(yī)學(xué)語言是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，它要對患者的病情及診療情況進行清晰的表述。多采用陳述句，偶爾使用祈使句，幾乎不用疑問句和感嘆句。比如一個典型的病程記錄：

今日查房，患者訴頭昏乏力減輕，腹瀉停止，進軟食。查體：體溫38.5℃、心率90次/min、血壓120/75mmHg，中下腹輕微壓痛，無反跳痛及肌緊張。血常規(guī)提示W(wǎng)BC10.5×109/L。XXX教授指示：患者腸道感染減輕，抗感染治療有效，繼續(xù)輸注氨芐青霉素治療。

在該病程記錄中，陳述了患者的病情及治療情況，結(jié)構(gòu)簡單，均是臨床高頻詞匯的組合。名詞為醫(yī)學(xué)常用名詞，其中謂詞：訴、停止、輕微、無、提示、指示、減輕、有效等也是出現(xiàn)頻率極高的詞匯。任何人都不會對該病程記錄出現(xiàn)理解差異，這是由醫(yī)學(xué)本身的嚴(yán)謹(jǐn)性決定的。也就是說，醫(yī)學(xué)語言本身是一種對事物陳述、描述性質(zhì)的語言，幾乎拋棄了情感、語氣等需要復(fù)雜語言處理的、不確定性較大的部分，這對語言處理的實現(xiàn)提供給了方便。

2自然語言處理

2.1知識庫的建立 詞庫是自然語言處理的基礎(chǔ)，首先應(yīng)建立詞庫。據(jù)上所述，應(yīng)該包括醫(yī)學(xué)專業(yè)詞匯：解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理、診斷學(xué)、治療學(xué)、藥理學(xué)、藥典等。還包括使用頻率極高的謂詞、量詞等詞匯。在此基礎(chǔ)上，再收集醫(yī)療文書詞匯的常用組合，甚至常用語句等，加上基本的語法庫，形成用于醫(yī)學(xué)語言處理的知識庫。

另外，作為臨床支持系統(tǒng)，還需要建立作為比較條件的知識庫，使患者的各種診療要素形成一定傾向性的結(jié)果輸出。而權(quán)威機構(gòu)頒布的各?？婆R床操作規(guī)范、診療指南等是醫(yī)護進行診療活動的依據(jù)，是醫(yī)患糾紛中判斷診療活動合理性的重要參考材料。所以，可以據(jù)此建立判斷條件的知識庫。

2.2語言處理 按照中文自然語言處理的一般步驟，進行分句、分詞、語義分析、形成文本摘要。

2.2.1分句 根據(jù)漢語對語句、句群和篇章的定義，主要以基本的標(biāo)點符號：句號、問號、感嘆號、分號、逗號等作為子句的分隔符。通過使用這些標(biāo)點符號對語言進行計算機子句分割，完成分句處理。分為基本單句的分割，和句群的分割，基本單句表達(dá)了一個基本概念，而句群才表達(dá)了一個完整意思。中文主要以句號、問號、省略號等為句群結(jié)束符，而醫(yī)療文書基本上都是陳述句，故多以句號為句群結(jié)束符。

2.2.2分詞 目前主流的分詞算法主要有三種，分別為基于字符串匹配的分詞算法、基于理解的分詞算法和基于統(tǒng)計的分詞算法。從詞庫中詞條或習(xí)慣搭配短語的最大長度開始，逐漸縮短，對基本分句進行匹配詞庫中的詞條。最后把醫(yī)療文書分割為一個個詞匯或短語。

在分詞過程中，預(yù)期相當(dāng)重要，比如遇到關(guān)鍵詞：體溫，從大概率事件來說，其后可能的組合是升高、降低、不升、高熱、中熱（中度發(fā)熱）、低熱、或者數(shù)字加上℃等。

2.2.3語義分析、文本摘要 根據(jù)漢語基本語法，對詞匯進行重組，剔除意義不大的部分，形成摘要。實際上，醫(yī)療文書本身就是文本摘要，話句話說，在繁忙的臨床工作中，醫(yī)護人員不會書寫一些意義不大的廢話，只想盡量精簡扼要。所以，基本上只需分割出詞匯或短語，再與知識庫進行比對就可以了。以上述病程記錄進行分句、分詞為例：

第一步、分句：句群：今日查房，患者訴頭昏乏力減輕，腹瀉停止，進軟食。

3臨床決策支持系統(tǒng)

在分析模型中，比照的是臨床診療指南、操作規(guī)范，所以在建立知識庫時，所用的詞匯、短語應(yīng)該與語言處理所用的知識庫相對應(yīng)，否則會增加建立分析模型的難度和復(fù)雜性。

4結(jié)論

臨床決策支持系統(tǒng)是防止醫(yī)護人員犯錯、提高工作效率的系統(tǒng)。分析醫(yī)療文書詞匯、語法特征，醫(yī)護人員書寫的醫(yī)療文書具有簡明扼要的特點，與一般語言比較，其詞庫規(guī)模較小、語法相對簡單，更適合于進行自然語言處理。通過自然語言處理的臨床決策支持系統(tǒng)，是自動后臺處理的系統(tǒng)，與人工干預(yù)的系統(tǒng)比較，不會額外增加醫(yī)護人員的工作量，更易于被臨床所接受。當(dāng)然，其中醫(yī)療文本的語言處理依然是難點。理想狀態(tài)是：醫(yī)療文書是嚴(yán)格按照病歷書寫規(guī)范書寫的。然而，實際臨床工作中，并非總是非常規(guī)范的文本。這一方面通過加大醫(yī)護書寫病歷的教育，另一方面加強系統(tǒng)語言處理的功能來解決。

總之，對醫(yī)療文書進行自然語言處理在一定程度上是可行的。相對于人工干預(yù)的系統(tǒng)，在自然語言處理基礎(chǔ)上建立的臨床決策支持系統(tǒng)具有無可替代的優(yōu)勢，是真正適用于臨床的系統(tǒng)，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]吳巧玲.中文分詞算法在自然語言處理技術(shù)中的研究及應(yīng)用[J].計算機工程應(yīng)用技術(shù)，2011，12：36-37.

[2]劉小冬.自然語言理解綜述[J].統(tǒng)計與性息論壇，2007，2：9-10.

[3]王德斌，丁宏.臨床決策支持系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用中的問題與對策[J].管理信息系統(tǒng)，1998，12：6-8.編輯/申磊