Systemy wspomagania decyzji Joanna Michalik 2010/2011

Techniki stosowane do wspomagania decyzji klinicznych Algorytmy (protokoły) kliniczne Systemy eksperckie (ekspertowe) oparte na wiedzy regułowej Sieci neuronowe Systemy rozmyte Systemy oparte na teorii zbiorów przybliżonych Systemy oparte na twierdzeniu Bayesa

Algorytmy kliniczne Definicja: Spis kolejnych czynności wykonywanych dla rozwiązania postawionego problemu lub osiągnięcia określonego celu w określonym czasie. Mówi się również, że algorytm jest pewną ściśle określoną procedurą obliczeniową, która dla zestawu właściwych danych wejściowych pozwala uzyskać żądane dane wyjściowe.

Sposoby zapisu algorytmów Algorytm powinien precyzyjnie przedstawiać kolejne jego kroki. Do opisu tych kroków stosuje się następujące sposoby: opisy werbalne zapisy formalne: zapisy graficzne (schematy blokowe), formalne specyfikacje programów zapisy w postaci pseudokodu (paraprogramu) implementacje programów w dowolnym języku programowania

Schemat blokowy algorytmu Jeden ze sposobów prezentowania algorytmu Składa się z bloków - symboli graficznych o różnych kształtach Różnym elementom algorytmu odpowiadają różne kształty Każda czynność przedstawiona jest w odrębnym bloku

Symbole graficzne schematu blokowego Początek lub koniec Blok decyzji (Czy…? TAK lub NIE) Blok instrukcji Blok procedury

Przykład algorytmu klinicznego przedstawionego jako schemat blokowy Założyć rękawice Które ramię? Przygotować sterylną strzykawkę z igłą. Założyć opaskę uciskową. Zdezynfekować miejsce wkłucia. Wykonać wkłucie. Zdjąć opaskę uciskową. Cofnąć tłok strzykawki pobierając wymaganą ilość krwi. Założyć jałowy opatrunek, usunąć igłę, polecić pacjentowi ucisnąć miejsce wkłucia. Zabezpieczyć pobraną próbkę Informatyka medyczna. red. R.Rudowski, Wydawnicwo Naukowe PWN, Warszawa 2003

Cele stosowania algorytmów Zmniejszenie odchyleń od prawidłowych wzorców postępowania klinicznego – eliminowane są czynności zbędne i nieprawidłowe, wahanie się, skraca się czas działania. Przypominanie o kolejnych czynnościach Taka sama intensywność opieki nad pacjentami Pomoc w procesach sądowych czyli w efekcie: poprawa jakości usług medycznych edukacja studentów i szkolenie personelu

Etapy opracowania skomputeryzowanego algorytmu Opracowanie reguł diagnozy lub terapii w grupie specjalistów Zapis i testowanie algorytmy w formie schematu blokowego na papierze Zapis w postaci skomputeryzowanej Testy na danych archiwalnych Testowanie i poprawianie w pracy ciągłej np. w oddziale Przygotowanie do rutynowego użytku klinicznego – opracowanie dokumentacji, podręczników, prezentacji. Oddanie do rutynowego użytku klinicznego

Systemy eksperckie Definicja: System ekspercki (ekspertowy) to program komputerowy mający na celu zastąpienie pracy eksperta w danej dziedzinie wiedzy. Jest to specyficzny program komputerowy o następujących cechach: Wszystkie wiadomości z dziedziny wiedzy, będącej przedmiotem zainteresowania są zapisane w sformalizowany i uporządkowany sposób, tworząc strukturę zwaną bazą wiedzy. Przetwarzanie wiadomości z bazy wiedzy dokonywane jest przez odpowiednio skonstruowaną część programu – maszynę wnioskującą System zaopatrzony jest w interfejs użytkownika

Przykładowe dziedziny zastosowań systemów eksperckich Medycyna Systemy diagnostyczne określające chorobę na podstawie objawów Systemy terapeutyczne wspomagające proces leczenia Technika Systemy sterujące urządzeniami Systemy diagnostyczne wykrywające awarie Wspomaganie projektowania urządzeń Chemia Identyfikacja struktur molekularnych związków

Etapy tworzenia systemu ekspertowego zdefiniowanie problemu - identyfikacja gromadzenie wiedzy (inżynier wiedzy + ekspert w danej dziedzinie) formalizacja wiedzy (metody reprezentacji wiedzy) realizacja weryfikacja

Maszyna wnioskująca (inference engine) Wnioskowanie w systemie ekspertowym jest procesem wyszukania konkluzji przy wykorzystaniu zbioru reguł i faktów w konkretnej sytuacji, w określonych warunkach. Maszyna wnioskująca ma dać odpowiedź na następujące pytania: jak zacząć proces wnioskowania? którą regułę zastosować, gdy jest kilka reguł aktywnych? jak znaleźć następne reguły?

Przykłady systemów eksperckich (1) MYCIN (1976) – najstarszy spośród nowoczesnych i udanych systemów ekspertowych. Jest systemem regułowym. Dotyczy diagnostyki i terapii bakteryjnych chorób krwi. HELP (1989) - zintegrowany szpitalny system informatyczny stosowany w Szpitalu w Salt Lake City USA. Zawiera kilka systemów eksperckich. System powiadamia i alarmuje o nieprawidłowościach, analizuje procesy, tworzy diagnozy, proponuje terapie. PRODIGY - wspomaga lekarzy w wyborze odpowiednich lekarstw. Podaje porady kliniczne, zalecenia terapeutyczne przy wyborze odpowiedniego leku, zaraz po postawieniu diagnozy. Powstał w latach 1996-1999, wspiera EHR w Wielkiej Brytanii

Przykłady systemów eksperckich (2) ORTHOPLANNER pomaga wybrać odpowiednią technikę leczenia wad zgryzu. Program wykorzystywany jest na co dzień Wielkiej Brytanii, gdzie 50 % leczenia ortodontycznego przeprowadzane jest przez dentystów bez specjalizacji, którzy styczność z ortodoncją mieli tylko na studiach, w czasie podstawowych zajęć teoretycznych. W trakcie oceny działania stwierdzono, że ORTHOPLANNER kwalifikuje pacjentów do leczenia podobnie do ortodonty z 10-letnim stażem i doświadczeniem (Stephens i Mackin,1998). Oprócz porad dotyczących technik leczenia, program zawiera również instrukcje dla pacjentów, listy oraz 200-stronicowy podręcznik, z ponad tysiącem odsyłaczy do innych źródeł.

Rysowanie schematu blokowego

Symbole graficzne schematu blokowego Początek lub koniec Blok decyzji (Czy…? TAK lub NIE) Blok instrukcji Blok procedury

Linki do stron WWW - proszę ocenić wiarygodność wiedzy medycznej http://izik.nd.e-wro.pl/pierwsza-pomoc/index.htm http://www.pierwszapomoc.com/ http://www.prc.krakow.pl/2010/index.html

P Algorytm ABC

P Algorytm ABC Zawołaj pomoc Wezwij karetkę

P Algorytm ABC Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Ułóż w pozycji bezpiecznej Czekaj na karetkę K

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czekaj na karetkę K

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czy oddycha? Udrożnij Czekaj na karetkę K

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czy oddycha? NIE Udrożnij Czekaj na karetkę TAK K

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czy oddycha? Czy ma tętno? NIE Udrożnij Czekaj na karetkę TAK NIE TAK K

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czy oddycha? Czy ma tętno? NIE Udrożnij Czekaj na karetkę TAK NIE TAK K sztuczne oddychanie sztuczne oddychanie + zewnętrzny masaż serca

P Algorytm ABC K Zawołaj pomoc Wezwij karetkę Czy osoba jest przytomna? TAK NIE Czy dr. oddechowe są drożne? Ułóż w pozycji bezpiecznej NIE TAK Czy oddycha? Czy ma tętno? NIE Udrożnij Czekaj na karetkę TAK NIE TAK K sztuczne oddychanie sztuczne oddychanie + zewnętrzny masaż serca

Ćwiczenie 1 Algorytm postępowania przy nieprawidłowym poziomie glikemii Przypomnienie: insulina obniża glikemię (poziom glukozy) we krwi, podanie glukozy podwyższa Założenia: Mierzymy poziom glikemii co 5 minut Jeżeli wartość jest prawidłowa (w granicach normy), czekamy do ponownego pomiaru Hipoglikemia () - podajemy 20% glukozę dożylnie Hiperglikemia () - podajemy insulinę krótkodziałającą dożylnie

P Pomiar glikemii co 5 minut TAK Czy wynik w normie? NIE Czy ma hipoglikemię TAK NIE Podaj 20% glukozę dożylnie To jest hiperglikemia Podaj insulinę dożylnie

P Pomiar glikemii co 5 minut TAK Czy wynik w normie? NIE Czy ma hiperglikemię TAK NIE Podaj insulinę dożylnie To jest hipoglikemia Podaj 20% dożylnie

P Pomiar glikemii co 5 minut Czy ma hipoglikemią TAK Podaj 20% glukozę dożylnie NIE Czy ma hiperglikemię TAK NIE Podaj insulinę dożylnie Wynik w normie

Ćwiczenie 2

Oparzenie termiczne Oparzenia ze względu na głębokość dzielimy na 4 stopnie I° - uszkodzenie naskórka II°- uszkodzenie naskórka i w różnym nasileniu skóry właściwej. IIA - najczęściej występujące np. po oblaniu gorącą wodą, objawy to pęcherze skórne z płynem, żywo bolesne, miękkie; gojenie przez naskórkowanie ok. 3 tygodnie. IIB - oparzenie obejmuje warstwę wewnętrzną skóry właściwej, występuje żółtawe zabarwienie bez pęcherzy, przeświecają skoagulowane naczynia; gojenie > 3 tygodni, mogą powstać przerosty, blizny. III°- uszkodzenie dotyczy conajmniej całej grubości skóry, zasięg w głąb może być bardzo różny IV° - uszkodzenia głębszych narządów, mięśni, kości Bardzo często oparzeniom towarzyszy uszkodzenie dróg oddechowych i zaburzenia oddychania Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

Oparzenie termiczne W ocenie rozległości oparzenia można posłużyć się: regułą dziewiątek - przyjmuje się, że głowa stanowi 9% powierzchni ciała, każda z rąk także po 9%, tułów z przodu 18%, tułów z tyłu 18%,każda z nóg po 18% założeniem, że powierzchnia ręki chorego 1% powierzchni ciała Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

Objawy oparzenia Stopień nasilenia objawów zależy od rozległości oraz głębokości oparzenia. W zależności od tego wyróżniamy rożne stopnie objawów oparzenia: I° - żywo-bolesne zaczerwienienie, po 3-6 dniach dochodzi do złuszczenia uszkodzonego naskórka. II°- uszkodzenie naskórka i w różnym nasileniu skóry właściwej IIA - pęcherze skórne z płynem, żywo bolesne, miękkie; gojenie przez naskórkowanie ok. 3 tygodnie IIB - żółtawe zabarwienie bez pęcherzy, przeświecają skoagulowane naczynia; gojenie > 3 tygodni, mogą powstać przerosty, blizny III°- oparzenie jest niebolesne (im głębsze oparzenie tym mniej bolesne, gdyż uszkodzenie dotyczy również włókien nerwowych przewodzących ból) najczęściej bez pęcherzy, skóra jest biaława lub występuje czarny strup; konieczne jest leczenie szpitalne - przeszczep skórny wykonywany najczęściej do 10 doby IV° - ciężkość oparzenia zależy od rozległości i głębokości obrażeń, ważne są także wiek (dzieci < 2 roku życia i osoby starsze gorzej rokują), lokalizacja i dodatkowo występujące urazy np. klatki piersiowej, głowy, które pogarszają rokowanie Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

Rozpoznanie wywiadu od oparzonej osoby wywiadu od świadków zdarzenia typowych objawów klinicznych Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

Algorytmy Rozpoznanie → algorytm diagnostyczny Postępowanie → algorytm terapeutyczny

Jaka jest najważniejsza czynność przy udzielaniu pomocy osobie oparzonej ???

Postępowanie Zawsze konieczna jest hospitalizacja, gdy: oparzenie obejmuje dłonie, stopy, krocze, większe powierzchnie twarzy, oczu oparzenie dotyczy małego dziecka poniżej 2rż oraz osoby w wieku powyżej 70rż istnieje podejrzenie oparzenia wziewnego (oparzenie dróg oddechowych) przyczyną było oparzenie elektryczne (porażenie prądem) chory prawdopodobnie nie będzie przestrzegał zaleceń lekarskich istnieje podejrzenie, że rana nie zagoi się samoistnie w przeciągu 3 tyg Ambulatoryjne leczenie stosuje się w przypadku: oparzenia I° i II° obejmującego mniej niż 15-20% powierzchni ciała (mniej niż 10% u dzieci), oparzenia II° o średniej głębokości lub głębokie obejmujące mniej niż 10% powierzchni ciała, oparzenia III° obejmującego mniej niż 1% powierzchni ciała Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

Postępowanie I°- oparzone miejsce należy natychmiast schładzać zimną wodą przez 15-20 minut, co skraca w ten sposób czas przegrzania co może zmniejszyć głębokość oparzenia a w przypadku oparzenia chemicznego zmywa substancję chemiczną. Nie należy stosować spirytusu, tłuszczu, ewentualnie można zastosować krem natłuszczający. Jeżeli po 2 godz. od oparzeniach utrzymuje się gorączka oraz ból należy zgłosić się do lekarza, aby złagodzić dolegliwości bólowe można przyjąć środki przeciwbólowe II° i III° -postępowanie podobne jak w w oparzeniu I°. Dodatkowo nakładamy sterylny opatrunek (gaza) na oparzone miejsce, nie należy nakłuwać, przecinać samodzielnie pęcherzy. Jeżeli oparzenie obejmuje staw- należy go unieruchomić; ważną czynnością jest uniesienie oparzonej kończyny powyżej poziomu serca. Można ją opuszczać w ciągu dnia na krótko do 20min. Opatrunek powinien być zmieniany zgodnie z zaleceniami dwukrotnie w ciągu dnia a przed nałożeniem na ranę nowej dawki leki dokładnie spłukać pozostałości po leku wodą z mydłem Materiały z Serwisu Internetowego MEDIWEB

P K K Czy chory może być leczony ambulatoryjnie ? TAK NIE Schłódź okolicę zimną wodą Zawieź do szpitala Czy oparzenie jest II° lub III° ? K TAK NIE Czy oparzony jest staw? Oparzenie I° TAK NIE Unieruchom staw Załóż opatrunek Czy po 2h nadal ból? TAK NIE K

Literatura Informatyka medyczna. red. R.Rudowski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003