临床路径电子化与临床知识库建设实践

■ 郑西川 于广军 谭申生

临床路径电子化与临床知识库建设实践

■ 郑西川①于广军②谭申生①

临床路径 循证医疗 临床知识库 决策支持系统

通过临床路径概念发展，描述临床路径管理定义及关键特征，分析临床路径电子应用趋势，总结医学本体临床路径知识库建模方法及应用。通过查阅相关文献，追溯临床路径的起源及特点，分析临床路径关键特征要素，总结临床路径应用的11个关键特征；对临床路径电子化应用分析，研究国内外临床路径知识库的建设方法；通过临床路径电子化应用发展，描述基于本体的临床路径诊疗知识库的建模方法。研究表明，临床路径知识库建设是临床路径电子化应用的核心，其建模方法和知识库模型对医院临床信息化建设有至关重要的影响。

①上海交通大学附属第六人民医院，200233 上海市宜山路600号

②上海申康医院发展中心，200041 上海市康定路2号

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世纪80年代，医疗费用增长使美国医院面临前所未有的压力，市场竞争使医院必须重视成本效益。由此产生了疾病相关分组DRG，它兼顾了医疗质量和成本效益两方面。在此背景下，新英格兰医学中心Zender等将工业产品的关键路径法用于医疗管理，提出了案例管理计划法（CMPs:Case Manage Plans）和临床医疗关键路径法（Critical Paths）,并于1988年首次见诸于文献报道。CMPs和关键路径强调病人从入院到出院的过程管理，聚焦于医疗服务整个流程而不是单独的临床结果，强调临床医疗专家、医院管理者和病人在整个服务过程中紧密配合，改进医疗质量。CMPs制定了每个DRG下诊疗服务的详细计划、关键路径以及关键事件，将他们以时间轴设定。从新英格兰中心的CMPs和关键路径法中，能得到如下启示：（1）关键路径提出在病人临床适当时机对诊疗行为进行合理干预，以确保临床医疗中每一医疗行为都是整个临床目标有机部分；（2）关键路径法是医疗机构的管理制度，综合了医疗管理目标及可获得的医疗资源，将共性标准应用于个体病人；（3）关键路径是静态的，对于复杂疾病病人，新英格兰医学中心制订了关键路径的准入条件；（4）临床专家具有偏离关键路径的权利。当出现偏离时，需要记录偏离原因，以便通过差异分析，改进和修正关键路径；（5）关键路径应用需要病人和家庭配合，通过合作协同，使病人愿意参与和学习关键路径；（6）通过面向过程的关键路径法实施，新英格兰医学中心成功解决了医疗质量和成本效益之间的矛盾。

1996年，美国国家医学图书馆（NLM: National Library of Medicine）将关键路径法收入美国医学主题词表（MeSh）。随后几年，关键路径更多地被临床路径所替代。到2003年美国60%的医院实施了临床路径。目前国外对临床路径的研究与应用基本处于成熟阶段。美国、英国、澳大利亚、日本、新加坡及我国台湾、香港地区都有大量文献报道，临床路径应用的病种从外科向内科、从急性病向慢性病、从院内向社区医疗服务各方面管理扩展。

上海交通大学附属第六人民医院2008年开始在全院试点临床路径管理，2009年国家卫生部临床路径应用试点指定该院骨科和心内科为卫生部临床路径试点科室。医院利用信息化手段，将临床路径管理贯通到医疗工作实际流程中，实现了11个临床科室58个病种的电子化应用。医院实行的“3+3”工程（“电子医嘱、电子病历、电子路径”+“临床路径医生板块、护理板块、病人告知板块”）受到了同行广泛重视。本文在医院临床路径电子化应用实践基础上，总结临床路径应用的特征，探索临床路径知识库建设的方法。

2 临床路径定义及其主要特征

临床路径应用有一个发展过程，临床路径各种定义从不同角度描述了各自对临床路径的理解。比较能反映临床路径本质的定义如下：临床路径是由相关专业一组医疗专家（含护理、管理）基于循证医疗指南依据特定目标以病人为中心制订的一系列诊疗计划任务，这些任务具有特定的时间周期，它描述了特定病种的诊疗流程及标准化诊疗方法，具有规范医疗行为，降低医疗成本，提升病人满意度的作用[1]。

通过对临床路径定义以及相关文献分析，我们总结出临床路径应用的11个特点：（1）协同医疗。除过临床路径开发需要不同领域专家（医疗、护理、管理、信息等）协同外，临床路径执行也需要不同领域（临床、护理、药品及医技等）协同，为了保持病人医疗连续性，门诊和住院也需要协同[2]；（2）目的性。临床路径对病人临床干预具有明确的目的预期，其管理目的性非常明确；（3）针对医疗流程。临床路径本身由一组按流程的执行单元组成，每一单元又包括了一系列任务序列，具有明确目的和结果；（4）与医疗机构紧密结合。不同于指南规范，临床路径制定有一个本地化的过程，与医疗机构的资源及医院要达到的目标紧密结合；（5）时限性。临床路径中的执行单元和具体任务都具有特定的时间性；（6）聚焦医疗质量。临床路径一系列处理单元和任务的目标是改进医疗质量，降低医疗风险，提升病人的满意度，提升医疗机构医疗资源的使用效率。其中，支持关键医疗节点的临床决策和减少不希望的医疗变异是最主要的；（7）循证医学。临床路径是诊疗规范指南与临床机构最佳医疗实践的结合，具有明显的循证医疗特征；（8）适应性强。以知识库应用为核心的临床路径应用不再是“静态”的死路径，具有动态自适应、能根据病人个性化特征“自调整”最优路径[3,4]；（9）差异提醒。差异是病人个性化医疗中的正常现象，临床路径应用目的不是消灭差异，而是在差异发生时，提醒临床医生对差异进行评估、记录和分析，作为医疗质量持续改进的一部分，不断改进临床路径，使其符合满足目标病种人群诊疗需求；（10）以病人为中心。临床路径制订时要考虑病人的需求，总的目标要提升病人的医疗安全，通过病人对临床计划的了解建立病人合理的预期结果，体现了“以人为本”理念；（11）强调沟通与文档。包括各种电子化沟通工具以及电子文档形成等[5]。

3 临床路径电子化发展

临床路径电子化是临床路径管理应用深化的必然结果。人工纸张管理的临床路径应用不能实现临床路径对病人临床医疗过程的干预，无法实现与医院其他系统的集成，尽管通过努力，能部分实现医疗机构医疗质量持续改进的策略，但对医疗整体流程改进分析以及差异管理作用有限[6]。临床路径电子化应用是临床路径应用发展的必由之路。

从临床路径电子化发展的路径来看，临床路径电子化应用分为两大类：以文档为中心（Documentcentric）和以知识为中心（Knowledgecentric）。早期临床路径电子化是以纸质路径表为基础的，实现了临床路径表格的结构化与可视化，目前以文档为中心的临床路径电子化应用主要是实现临床指南电子化，国外许多学者给出了临床路径指南文档的结构化表达方法，提出了通过语义标识定义文档中语义元素的方法。我们曾提出了一种基于纸质临床路径应用电子化的新方法，该方法能实现病人注册、医嘱下达、变异管理及分析等临床路径应用功能，该方法提供了一个基于纸质临床路径管理应用的电子化方案。由于文档为中心的临床路径电子化没有医学知识库支持，很难实现临床场景环境实时医疗决策及智能提醒。以知识库为中心的临床路径电子化具有以下特点：（1）临床路径应用能根据资源获得情况及病人个性化需求动态调整执行路径；（2）临床路径执行中支持病人信息数据集成和联机循证提示帮助；（3）能根据病人实际情况支持执行复合路径(多个路径综合)；（4）根据病人特定情况向临床医生提供警告警示，自动修正临床路径。知识库支持下的临床路径是一个“活”路径而非提前预置的“死”路径。国外以临床知识库方法实现的相关原型如SAGE、GLIF (GuideLine Interchange Format)及ProFORMA等。由于这些知识库大都属于学术研究机构开发，没有在实际的临床医疗决策实时运行大规模应用。

我院临床路径应用实践，为临床路径知识库建设提供了大量素材。通过对国外临床知识库模型的分析，为我院以知识库为核心临床路径电子化应用建设提供了思路。目前我们已经实现了58个病种临床路径知识库的建设，并得到实际应用。

4 临床路径知识库建设

4.1 临床路径知识库

如上所述，目前绝大多数临床路径电子化应用不支持自适应性动态临床路径调整，不能适应复杂临床问题处理，也不能提供对病人实时“活”数据的联机决策处理。要解决以上问题，关键是支持循证医疗的临床路径知识库建设[7,8]。

临床路径知识库模型来源于非结构化或者半结构化的临床路径文档，在其计算机化过程中，需要用格式化语言描述临床路径的执行过程和决策条件，要求能从病人的数据信息中，能够进行病情评价，产生特定的临床决策结论。知识库表达模型通常包括三个组件：（1）病人临床信息模型：定义了病人临床数据结构化视图，各种临床信息系统是病人信息数据的来源基础；（2）临床术语代码集：能够允许对临床路径执行条件代码与病人临床数据进行匹配，达到路径选择的目的；（3 ）路径模型表达语言：定义临床路径决策条件语义与概念符号。采用用面向对象的数据建模表示语言，由于其基于复杂的语言符号，对没有进行专业训练的人难以掌握，所以，在临床路径知识库建设中，需要进行简化，将一系列病人数据类型、查询、路径选择及其他功能封装，定义一组类，形成容易理解的数据表格。实际应用中，以填表的形式进行表达,达到易于使用简化操作之目的。

我院临床路径知识库建设中，通过对病种相关领域临床医疗过程分析，采用基于医学本体的知识库模型，建立了支持病人诊疗计划的临床路径知识库规范化表达方法[9]。具体应用实践过程分为4步：（1）病种知识源：以卫生部指南以及国外循证医疗指南为基础，按照临床专家得具体实践，参考权威文献，作为知识库内容来源；（2）知识分类体系：对临床知识按照一定的框架架构进行分类；（3）知识抽象：从具体到一般规则，指导临床医疗实践；（4）医学本体工程：使用标准化本体工具建立知识库模型。临床知识库与具体医疗实践结合，将极大地促进医院临床路径电子化应用水平[10]。

4.2 医学本体临床路径知识库建设

本体是关于特定领域知识规范化、明确化的表达方法。本体模型声明了在不同层次上抽象的一组领域概念术语（类：Classes），类通过属性（Slots/Properties）来表达。在本体表达中，类与其他类的关系通过关系（Relationships）来描述。实例（Instance）演示了现实世界中具体类与赋值后的属性的具体例子，当相关领域一组实例有机组合形成本体，就组成了相关领域的知识库。

Protégé 是斯坦福大学医学院医学信息学研究所开发的开源本体编辑工具，支持两种本体模型：（1）基于框架的本体模型；（2）Web本体语言（OWL）模型。Protégé 知识表达环境提供了兼容开放知识联接标准（OKBC: Open Knowledge Base Connectivity）的结构化表达框架，Protégé 本体框架有类（classes）、槽（slots）、侧面（facets）和实例（instances）组成。Protégé框架中类由Is-a关系指定，其子类继承了父类的属性；槽用于表达类之间的关系，特定的侧面以值如String, Class,Instance, symbol或Boolean等描述。限制条件用于表示Protégé框架本体知识库的内容得表达条件，这些限制以Protégé Axiom Language （PAL）语言表达。利用Protégé-OWL建立的本体知识库与Protégé 框架知识库有类似的组件：类、属性以及实例，在Protégé-OWL的对象属性可以进一步通过如函数、反向函数、转换等限制使用，Protégé-OWL基于不同的逻辑模型，相对Protégé框架更加易于定义描述。

根据我院已应用的临床路径电子化数据积累情况，我们利用Protégé-OWL定义了58个病种的临床路径知识库，其模型框架包括了10个方面，共200多个字段属性。我们根据医院实际临床实践定义了相关规则，进行了内容抽取，建立了一个初步的临床路径知识库模型。该模型实现与临床信息系统集成后，将实现临床医疗过程中的基于知识管理的动态干预与智能提醒[11]。

5 结论

近20年来，临床路径管理聚焦于临床医疗流程分析，是医疗质量持续改进的工具，通过全过程的临床医疗干预措施，不断地改进医疗服务质量。但由于临床路径实施中信息技术手段的滞后以及临床医疗过程信息标准化表达的缺失，国内外临床路径的实施效果一直存在各种问题。特别是国内临床信息系统医生电子医嘱CPOE功能缺失，临床路径电子化应用困难很多[12]。我们结合上海交通大学附属第六人民医院临床路径实施，在强调以病人为中心的临床路径电子化应用中，着重建立临床路径智能化知识库，利用Protégé本体工具对我院58个病种的临床路径进行了基于本体的知识库建模，其建模方法及模型结果对以知识库为核心的临床路径应用实践有重要意义，其知识库建设对未来区域临床路径信息应用以及医疗协同也具有一定的价值。

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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信息化发展专项基金资助（面向区域医疗的医院临床路径管理软件平台建设与应用示范）

郑西川：上海交通大学附属第六人民医院计算机中心主任，高级工程师。

E-mail：zhengxc116@163.com

2011-08-18](责任编辑 王远美)