■ 李翔云 葉 慶 鄧朝華

我國醫(yī)療水平的現(xiàn)狀仍處于一個不容樂觀、亟待改善的局面[1]。地區(qū)間醫(yī)療資源分配不均，醫(yī)療質(zhì)量水平有待提高等問題仍待解決。隨著人工智能在醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域取得飛躍式進展，利用人工智能來實現(xiàn)智能化診療已經(jīng)成為解決醫(yī)療現(xiàn)狀問題的趨勢[2]。2018年4月，我國政府發(fā)布了《關(guān)于促進“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的指導意見》，為醫(yī)療信息和技術(shù)全面發(fā)展提供了有利平臺，使得疾病診療智能化的解決方案加速走向現(xiàn)實。臨床決策支持系統(tǒng)已經(jīng)成為智能化診療的一個中心概念[3]，是醫(yī)療人工智能具體應(yīng)用場景下的產(chǎn)品，也是解決當今醫(yī)療問題的重要舉措。在我國，臨床決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用正處于發(fā)展階段，目前對于臨床決策支持系統(tǒng)的綜述，多為針對某功能（如影像類）或針對某病種進行的文獻綜述，著眼于某場景下的具體應(yīng)用進展。本文將通過文獻綜述的形式，對臨床決策支持系統(tǒng)整體的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進行文獻梳理，并從中總結(jié)各功能應(yīng)用反映出的優(yōu)勢和障礙，為臨床決策支持系統(tǒng)的進一步發(fā)展和提高各醫(yī)療機構(gòu)未來使用率提供一定參考。

1 臨床決策支持系統(tǒng)功能概述

臨床決策支持系統(tǒng)（clinical decision support system，CDSS）是一種衛(wèi)生信息技術(shù)系統(tǒng)，旨在為醫(yī)生和其他專業(yè)的醫(yī)護人員提供臨床決策支持。臨床決策支持系統(tǒng)是醫(yī)療人工智能領(lǐng)域的一個重要課題，主要分為基于知識庫和基于機器學習或深度學習兩種類型形式[4]。Coiera[5]將CDSS的功能概括為8個方面，根據(jù)這8個功能的作用可歸納為4個類別：判別診斷類、疾病預測類、流程支持類和信息檢索類。詳見表1。

①協(xié)助診斷：通過臨床醫(yī)生輸入的患者數(shù)據(jù)或者EHR存儲的數(shù)據(jù)，通過專家系統(tǒng)和人工智能方法來幫助醫(yī)生判斷并進一步制定診斷方案，這也是CDSS發(fā)展和應(yīng)用的第一個主要領(lǐng)域。②圖像識別與解釋：計算機輔助檢測（CAD）可以識別病理組織，標記病灶，通過訪問圖像庫，基于過往圖像的推理來識別相似的病灶，給出與相關(guān)疾病的關(guān)聯(lián)。如宮頸癌和乳腺癌的篩查。③治療方案規(guī)劃和評估：規(guī)劃系統(tǒng)使用的是臨床指南和治療指南的典型知識，為特定病人提出行動方案。如在放射治療中，規(guī)劃系統(tǒng)可以為其中一個療程進行治療方案的設(shè)計，包括每次放射治療的持續(xù)時間、強度和位置，其中使用了一個程序來進行復雜的劑量計算，確保正確的輻射劑量作用于正確的位置和深度；而評估系統(tǒng)是對某個治療特定過程進行不一致、錯誤和遺漏的檢查。④風險評估：支持包括癌癥、心臟病、骨質(zhì)疏松癥或基于家族史對遺傳疾?。ㄈ缏殉舶┖腿橄侔┑鹊娘L險評估，通過計算掌握診斷和治療的不確定性和可能結(jié)果，做出預防策略的決策并最小化風險。⑤醫(yī)囑輸入和電子處方：自動創(chuàng)建電子處方并集成醫(yī)囑，在醫(yī)囑錄入時，可以實現(xiàn)即時檢查是否存在“藥物-藥物”或“藥物-疾病”(如單胺氧化酶抑制劑和高血壓)的相互作用、劑量錯誤(根據(jù)患者的生理數(shù)據(jù)，如肌酐清除率)以及個體化的藥物禁忌。⑥過程支持系統(tǒng)：當涉及到CDSS的多種實現(xiàn)情況時，診斷和治療方案選擇是最受關(guān)注的。很少有人考慮要在系統(tǒng)中支持全面的護理過程，包括后續(xù)的療效評估和患者教育[6]等。過程支持系統(tǒng)(PSSs)的目標是通過提醒系統(tǒng)、延遲交付處理、臨床文檔完成率、統(tǒng)計過程控制和調(diào)度及后勤支持系統(tǒng)來提高護理質(zhì)量和安全性。⑦循證檢索功能：信息檢索系統(tǒng)（IR）在數(shù)據(jù)庫或Web上，通過搜索引擎識別匹配所輸入關(guān)鍵字的文檔，還可以通過搜索按鈕來獲取解釋實驗和診斷結(jié)果的證據(jù)。⑧專家實驗室信息系統(tǒng)：指的是將CDSS接入專家實驗室，通過系統(tǒng)訪問患者數(shù)據(jù)來生成實驗報告和解釋結(jié)果。

2 文獻來源和納入標準

數(shù)據(jù)來自于中國知網(wǎng)。檢索式①：KY=臨床決策支持系統(tǒng)，檢索出219篇，檢索式②：KY=（人工智能+智能化+知識庫+深度學習+機器學習+決策支持） AND KY=（醫(yī)療+診療+診斷+診治+治療+臨床+疾病+醫(yī)學+醫(yī)院+醫(yī)藥）檢索出542篇，檢索式③：KY=（人工智能*決策支持）檢索出 3篇。由于本文的目的是從以往研究文獻中探求CDSS各功能應(yīng)用與發(fā)展情況，故排除了檢索結(jié)果中有關(guān)醫(yī)院智能設(shè)備和信息建設(shè)、國內(nèi)外相關(guān)政策、醫(yī)學信息學前沿分析以及其他不相關(guān)文獻，再去除重復文獻46篇后，共獲得414篇文獻。此外，還有上述文獻的參考文獻中與CDSS應(yīng)用相關(guān)的文獻17篇。共計431篇文獻。

表1 CDSS的8個功能

3 臨床決策支持系統(tǒng)各功能應(yīng)用

通過對上述431篇CDSS相關(guān)的文獻梳理，按8種功能類別的應(yīng)用情況進行總結(jié)，詳見表2。

4 CDSS在我國應(yīng)用的優(yōu)勢與障礙

通過以上對CDSS不同功能類型的文獻梳理，總結(jié)出了文獻中提到的各功能在實際應(yīng)用中發(fā)揮出的優(yōu)勢，以及遇到的障礙和應(yīng)用限制。結(jié)合各功能所在領(lǐng)域的臨床應(yīng)用特點，歸納出如下內(nèi)容，為CDSS各功能的應(yīng)用和發(fā)展提供進一步參考。詳見表3。

5 討論

5.1 圖像識別與協(xié)助診斷潛力尚需挖掘

總體來看，臨床決策支持系統(tǒng)在圖像識別與解讀、協(xié)助診斷的應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)也相對成熟。醫(yī)學影像領(lǐng)域基于大量數(shù)據(jù)，具有天然的技術(shù)適配優(yōu)勢，且人文交互較少使得應(yīng)用阻力相對較小。該領(lǐng)域以深度學習模型為主，同時與機器學習方法結(jié)合，對于臨床和科研的發(fā)展助力可以預見。但由于所識別的組織結(jié)構(gòu)復雜，邊界不規(guī)則等原因，通常僅針對某一特定器官或疾病，需要多種類型方法結(jié)合以便相互彌補算法缺陷[22]，尚未有普適的方法對任何一個超聲圖像進行解析，解析能力仍需提高。此外，圖像識別在單病種細分領(lǐng)域的進展比較迅速，但復雜的臨床環(huán)境使得應(yīng)用范圍仍有限；協(xié)助診斷功能與臨床結(jié)合時也存在特異性和信任問題，這些都一定程度影響了醫(yī)生的采納意愿。

5.2 治療方案規(guī)劃和風險評估需重點解決人文因素問題

治療方案規(guī)劃評估和風險評估因為需要機器學習或深度學習算法的復雜運用，人文互動過程多，涉及到的問題更棘手：包括倫理問題、醫(yī)生和患者采納意愿、相關(guān)政策和法規(guī)、準確度和有效性問題等。討論此類問題的研究雖多，但落地實施仍艱難，成本也相對較高，因此還未有大范圍的應(yīng)用和推廣。但此類研究對于醫(yī)療質(zhì)量水平的提高具有重要意義，IBM提供了良好例子，但如果使其類似應(yīng)用真正行之有效，還需大量的研究和臨床實踐檢驗。

5.3 過程支持系統(tǒng)建設(shè)需各方配合努力

過程支持系統(tǒng)功能是一個需要部署完備和較高配合度的功能，過程繁多，人文因素占比較大，慢性病管理就是過程支持的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域[23]。但過程支持系統(tǒng)對于提高現(xiàn)有的醫(yī)療和護理質(zhì)量非常關(guān)鍵，良好的過程支持也能反饋于CDSS的其他功能應(yīng)用，提供強大的數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)支持。此類研究仍任重而道遠。

5.4 醫(yī)囑功能、專家實驗室、循證搜索關(guān)鍵在于實時跟進數(shù)據(jù)

這類功能由于可嵌入度好（如循證搜索、醫(yī)囑輸入）一般集成于綜合性CDSS或與其他功能的CDSS相結(jié)合，或應(yīng)用范圍較?。ㄈ鐚＜覍嶒炇倚畔⑾到y(tǒng)）、涉及技術(shù)相對簡單等原因，所見的專門研究相對較少，但是可實施性好，所見應(yīng)用也較多。醫(yī)囑輸入功能并不只是處方的信息化，而是基于信息集成，建立起臨床知識庫的各個邏輯節(jié)點[24]。專家實驗室系統(tǒng)和循證搜索的挑戰(zhàn)是其開發(fā)需要跟上最新數(shù)據(jù)的步伐，技術(shù)難度在于用統(tǒng)計模型來取舍不同文獻來源的相悖結(jié)論，來給出證據(jù)和解釋實驗室數(shù)據(jù)的規(guī)則。

由于醫(yī)療行業(yè)的預防原則和行業(yè)特殊性，醫(yī)療與新興技術(shù)的結(jié)合與醫(yī)療創(chuàng)新實例往往需要各方付出更多的努力，有很高的嚴謹度[22]。臨床決策支持系統(tǒng)亦是如此，CDSS的應(yīng)用需要通過大量測試和評估，通過暴露問題和不斷改進，使該應(yīng)用越趨向于可靠、安全、高效的臨床結(jié)果。在臨床決策支持系統(tǒng)與醫(yī)療結(jié)合的過程中，需要考慮的問題包括法律法規(guī)、醫(yī)生與患者的接受度、潛在醫(yī)療事故和事故追責機制等問題。CDSS各種方面的應(yīng)用，都朝著促進醫(yī)療領(lǐng)域創(chuàng)新、提高醫(yī)療質(zhì)量、解決地區(qū)間醫(yī)療資源不平衡等問題發(fā)展。鑒于國內(nèi)已經(jīng)有一些臨床決策支持系統(tǒng)的實際應(yīng)用經(jīng)驗，但仍未大范圍大規(guī)模地使用，這其中的原因包括技術(shù)發(fā)展不成熟、使用環(huán)境不完善，集成性不足以達到實際應(yīng)用要求和相關(guān)人員接受度不理想等，后續(xù)的研究可著眼于這幾個方面來進行。

表2 臨床決策支持系統(tǒng)各功能的應(yīng)用情況

表3 各功能CDSS在我國應(yīng)用的優(yōu)勢與障礙