Systemy wspomagania decyzji

1. Systemy wspomagania decyzji Joanna Michalik 2010/2011

2. 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

3. 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.

4. 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

5. 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

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

7. Algorytm: 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 Przykład algorytmu klinicznego przedstawionego jako schemat blokowy Informatyka medyczna. red. R.Rudowski, Wydawnicwo Naukowe PWN, Warszawa 2003

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

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

14. 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?

15. 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

16. 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.

17. Rysowanie schematu blokowego

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

19. 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

20. P Algorytm ABC

21. P Algorytm ABC Zawołaj pomoc Wezwij karetkę

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

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

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

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

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

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

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

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

30. Ćwiczenie 1Algorytm 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

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

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

33. 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

34. Ćwiczenie 2

35. 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

36. 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

37. 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

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

39. Algorytmy • Rozpoznanie → algorytm diagnostyczny • Postępowanie → algorytm terapeutyczny

40. Jaka jest najważniejsza czynnośćprzy udzielaniu pomocy osobie oparzonej ???

41. 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

42. 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

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

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