臨床決策支持系統(tǒng)用于靜脈血栓栓塞癥預(yù)防管理的研究進(jìn)展

馬炎，夏同霞，王安素，彭道娟，婁義姣，高奉瓊

靜脈血栓栓塞癥(Venous Thromboembolism，VTE)是繼心肌梗死和腦卒中的第三大致死性心血管疾病[1]，其發(fā)生率、致死率高，嚴(yán)重威脅患者的生命安全，如何有效進(jìn)行VTE預(yù)防管理是各醫(yī)療機(jī)構(gòu)面對的一個難題[2]。傳統(tǒng)的VTE管理模式依賴于管理者和實施者的知識儲備與工作經(jīng)驗，無法保障各個環(huán)節(jié)的規(guī)范化實施。信息科技的發(fā)展為醫(yī)學(xué)問題的解決提供了新途徑，臨床決策支持系統(tǒng)(Clinical Decision Support System，CDSS)可高效、動態(tài)地整合患者的各種生理指標(biāo)與病情變化信息，將其與循證醫(yī)學(xué)知識有機(jī)結(jié)合，從而智能輔助醫(yī)護(hù)人員作出最佳臨床決策，并有效提高醫(yī)護(hù)人員工作效率與指南依從性[3]。國家藥品監(jiān)督管理局2017年發(fā)布的《醫(yī)療器械分類目錄》中增加了決策支持軟件類別[4]，國務(wù)院辦公廳2018年發(fā)布關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見，明確指出研發(fā)基于人工智能的CDSS，以提高醫(yī)療服務(wù)效率[5]。目前，CDSS在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。本文對CDSS在VTE預(yù)防管理中的研究進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步完善CDSS及提高VTE預(yù)防管理水平提供參考。

1 CDSS的類型

CDSS是指能夠提高臨床決策效率，改善臨床結(jié)果的醫(yī)療信息系統(tǒng)[6]。2009年，Osheroff[7]提出CDSS五要素框架，即在正確的時間，通過正確的渠道，對正確的患者，提供正確的干預(yù)方法和正確的信息，該框架是CDSS成功設(shè)計實施的關(guān)鍵。根據(jù)構(gòu)建方式的不同，CDSS主要分為兩大類，包括基于知識庫的CDSS和基于非知識庫的CDSS。基于知識庫的CDSS包括知識庫、推理機(jī)和人機(jī)交互界面3個部分[8]。知識庫是該系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心部分，包括各種疾病診斷、藥物說明、檢查檢驗指標(biāo)、護(hù)理操作規(guī)范等循證知識。知識庫采用if-then條件選擇語句的程序規(guī)則來存儲和管理知識，如如果(if)醫(yī)生需要下達(dá)口服阿司匹林的醫(yī)囑，則(then)知識庫調(diào)用阿司匹林的劑量、用法、禁忌證等信息[6]。推理機(jī)將患者信息與知識庫內(nèi)容進(jìn)行比較分析，通過人機(jī)交互界面將最佳的臨床決策結(jié)果展示給醫(yī)護(hù)人員，同時醫(yī)護(hù)人員也可以在界面輸入與反饋信息?；谥R庫的CDSS是臨床使用最為廣泛的類型，系統(tǒng)中的條目基于循證證據(jù)制作，具有較高的科學(xué)性及準(zhǔn)確性[9-10]，但由于循證證據(jù)的時效性，需要不斷更新知識庫內(nèi)容，而準(zhǔn)確篩選高質(zhì)量文獻(xiàn)需要龐大的工作量。隨著醫(yī)療信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)與醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合更加緊密，應(yīng)用人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)是構(gòu)建基于非知識庫CDSS的主要方法，使用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法主要包括深度學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯回歸等[11]?；诜侵R庫的CDSS以VTE診斷、復(fù)發(fā)模型為主，通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，提供精準(zhǔn)的預(yù)測結(jié)果，輔助醫(yī)護(hù)人員對疾病的變化作出判斷。人工智能技術(shù)彌補(bǔ)了對復(fù)雜臨床數(shù)據(jù)的利用不足，為判斷VTE的發(fā)生及轉(zhuǎn)歸提供了更多的參考，但其功能仍然較為單一。

2 CDSS在VTE預(yù)防管理中的應(yīng)用

2.1基于知識庫的VTE-CDSS

2.1.1VTE風(fēng)險評估 由于VTE發(fā)病隱匿，早期難以鑒別診斷，且病死率高、預(yù)后差，因此準(zhǔn)確評估患者VTE發(fā)生風(fēng)險，針對不同危險程度的患者給予相應(yīng)預(yù)防措施，是降低血栓發(fā)生率的關(guān)鍵。針對不同基礎(chǔ)疾病的患病人群，世界各國學(xué)者及相關(guān)組織開發(fā)出多種血栓風(fēng)險評估工具。臨床應(yīng)用較廣泛的包括Wells評分表[12]、Caprini風(fēng)險評估模型[13]、Padua風(fēng)險評估表[14]。相比于紙質(zhì)版評估工具，VTE-CDSS能夠有效節(jié)省評估時間，電子評估記錄保存便捷，并實現(xiàn)持續(xù)動態(tài)的監(jiān)測，減輕醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)。任宇飛等[15]將構(gòu)建的VTE-CDSS嵌入到病歷系統(tǒng)，實現(xiàn)Caprini血栓風(fēng)險評估自動化評分，系統(tǒng)通過動態(tài)監(jiān)測患者的檢驗結(jié)果、會診、手術(shù)記錄等信息，每日對患者自動進(jìn)行VTE風(fēng)險評估，按照危險程度進(jìn)行標(biāo)記并向醫(yī)生小組發(fā)送預(yù)警信息。當(dāng)患者被評為VTE高?；驑O高危時，系統(tǒng)通知相關(guān)科室進(jìn)行影像學(xué)診斷，并開辟優(yōu)先檢驗的綠色通道。該系統(tǒng)具有統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)颊叩目陀^指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)計算，在節(jié)約人力資源的同時也能夠避免人為評分的差錯，優(yōu)化質(zhì)控指標(biāo)。

2.1.2VTE指南應(yīng)用 為了指導(dǎo)臨床醫(yī)護(hù)人員對血栓進(jìn)行規(guī)范的預(yù)防管理，相關(guān)組織與協(xié)會相繼發(fā)表血栓預(yù)防管理指南與專家共識，但血栓預(yù)防措施的實施不盡如人意，臨床實踐與指南推薦之間存在較大差距[16]。王曉杰等[17]對國內(nèi)80所三甲醫(yī)院5 279名護(hù)士調(diào)查顯示，41.62%護(hù)士從未接受過血栓預(yù)防相關(guān)培訓(xùn)，尤其是低年資護(hù)士對血栓物理預(yù)防和藥物預(yù)防的知識與技能欠缺。通過將電子病歷中患者信息與知識庫內(nèi)容進(jìn)行對比，CDSS可按照指南條例生成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的參考建議，并提醒醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行相關(guān)操作。Zhou等[18]在開發(fā)的CDSS中植入美國胸科醫(yī)師協(xié)會血栓防治指南，CDSS被激活后會定期評估患者VTE和出血風(fēng)險，并按照指南的循證證據(jù)提供恰當(dāng)?shù)奈锢?、藥物預(yù)防等建議，使用CDSS后VTE發(fā)生率相對降低了19.35%，醫(yī)護(hù)人員指南依從性明顯增加。CDSS在增加指南應(yīng)用依從性的同時，并沒有增加醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)。伊朗一項研究顯示，醫(yī)生及護(hù)士普遍認(rèn)為CDSS能夠有效降低院內(nèi)VTE的發(fā)生，并對日常使用CDSS態(tài)度積極[19]。

2.1.3VTE抗凝治療 抗凝治療是VTE預(yù)防和治療的重要方法，但在抗凝的同時也增加了出血風(fēng)險，嚴(yán)重的出血并發(fā)癥會危及患者生命。安全用藥是保障患者健康的重要前提，抗凝藥物多種多樣，其使用劑量、方法、禁忌證等均存在差異，臨床工作環(huán)境又極為復(fù)雜，醫(yī)護(hù)人員在用藥時難免出現(xiàn)差錯[20]。CDSS能夠?qū)⒒颊咝畔⑴c知識庫內(nèi)容進(jìn)行對比，經(jīng)過計算提示用藥建議和提醒，以提高用藥安全性并減少用藥費(fèi)用[21]。為了減少使用抗凝藥物的風(fēng)險，Ahuja等[22]組建多學(xué)科抗血栓小組并構(gòu)建藥物管理的CDSS，該系統(tǒng)包含基于患者年齡、體質(zhì)量和腎功能的藥物劑量建議、藥物使用方法、監(jiān)測參數(shù)等，應(yīng)用CDSS管理藥物的使用后，提高了患者服藥劑量依從性及高風(fēng)險藥物的安全性和有效性。Woller等[23]對2 591例服用華法林的抗凝患者研究顯示，患者發(fā)生任何關(guān)于藥物使用的特殊事件都會被記錄在CDSS中并觸發(fā)警報，根據(jù)治療效果區(qū)分層級，從而規(guī)范抗凝藥物的使用，保障患者用藥安全。

2.2基于非知識庫的VTE-CDSS

2.2.1VTE診斷 靜脈血管造影是目前診斷深靜脈血栓(DVT)的金標(biāo)準(zhǔn)，但其侵入性操作對患者創(chuàng)傷較大且費(fèi)用高，因此不是各大指南推薦的常規(guī)診斷方法。靜脈彩色多普勒超聲因其敏感性和準(zhǔn)確性均較高，是DVT篩查常用的影像學(xué)檢查方法，但其在多數(shù)科室并非常規(guī)配備，骨科、婦產(chǎn)科等血栓高?？剖一颊咝袆硬槐悖黾恿藱z查難度。因此，部分研究者建立基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的VTE-CDSS。Fong-Mata等[24]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向傳播算法和改良Wells標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建DVT診斷模型，并通過數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)訓(xùn)練模型，經(jīng)驗證該模型對59例患者的診斷精確率高達(dá)98.3%。Willan等[25]回顧性分析7 080例疑似DVT患者資料，開發(fā)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中5 270例患者資料用于開發(fā)算法，1 810例患者作為訓(xùn)練集對算法進(jìn)行測試；模型采用二分類前饋人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由13個自變量(年齡、性別、D-二聚體和WELLS評分的10個條目)的輸入層，8個神經(jīng)元組成的隱層和1個輸出層組成，輸出結(jié)果為0～1的數(shù)值，結(jié)果越接近1代表患者患DVT的概率越大；研究結(jié)果顯示，該模型無需彩超輔助即可判斷DVT發(fā)生與否，并保持低的假陰性率，與使用隨機(jī)森林和支持向量機(jī)構(gòu)建的模型對比，該模型也展示出性能的優(yōu)越性。

2.2.2VTE復(fù)發(fā)風(fēng)險評估 患者發(fā)生血栓后所需抗凝治療時間目前仍存在爭議，且由于VTE本身特性和患者服藥依從性低，VTE復(fù)發(fā)率較高[26]。DASH評分[27]、Vienna模型[28]、HERDOO2評分[29]是目前使用較多的VTE復(fù)發(fā)預(yù)測工具，但不同模型納入的危險因素及適用人群差異較大，且僅適用于無誘因血栓患者，無普遍適用性。為進(jìn)行更精準(zhǔn)的VTE復(fù)發(fā)預(yù)測，Timp等[30]基于現(xiàn)有預(yù)測模型及2個大規(guī)模隊列研究開發(fā)了包括4個版本的血栓復(fù)發(fā)預(yù)測模型，適用于除癌癥外的所有患者，將其植入電子病歷能夠有效實現(xiàn)血栓復(fù)發(fā)風(fēng)險分層。國內(nèi)尚無VTE復(fù)發(fā)模型構(gòu)建的研究，VTE-CDSS的逐漸應(yīng)用使臨床數(shù)據(jù)更加便捷可用，為我國血栓復(fù)發(fā)模型的構(gòu)建提高了可行性。

3 小結(jié)

VTE-CDSS的使用有效提高VTE管理效率和水平，減輕醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)，減少人為差錯的發(fā)生，保障了患者生命安全。但VTE-CDSS仍然存在問題有待解決，大多數(shù)系統(tǒng)均為醫(yī)院單獨(dú)設(shè)計開發(fā)，其構(gòu)建過程也非公開透明，缺乏行業(yè)公認(rèn)的高質(zhì)量CDSS，且難以做到多中心驗證及數(shù)據(jù)共享，不利于更新升級。其次，缺乏針對各?？频腣TE-CDSS，骨科、ICU、婦產(chǎn)科等均是發(fā)生VTE的高?？剖遥煌剖一颊遃TE的危險因素雖有相同之處，但預(yù)防措施、管理要點(diǎn)等又各有不同，非專科的VTE-CDSS難以完全適用各個科室。因此，加強(qiáng)數(shù)字化平臺建設(shè)和各醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而合理利用臨床大數(shù)據(jù)，建設(shè)統(tǒng)一的管理使用平臺是進(jìn)一步完善VTE-CDSS的關(guān)鍵。