专利名称：医疗保健数据管理系统的制作方法
医疗保健数据管理系统
本发明涉及医疗保健数据管理系统，以及该系统的操作方法。本 发明还涉及在这种医疗保健数据管理系统中所使用的接口，以及涉及 用于载有对医疗保健数据管理系统进行定义的计算机可读代码的计 算机程序产品。
医院和医疗保健中心现今对于用来改善医疗保健的质量和效率 的计算机化的工具越来越关注。为此目的而采用的两个重要的信息技
术系统类别是工作流管理系统(WFMS)和决策支持系统(DSS)。 US 6，687，685 Bl中公开了决策支持系统，其中该公开涉及医疗知识领 域建模和自动医疗决策制定的系统和方法，但是没有提到工作流管理 系统。
工作流管理系统
工作流管理系统已经以计算机化的形式在控制、监视和最优化例 程(例如，保险中的赔偿金事件处理)的多个分支中使用了多年。 WFMS的体系结构包括三个基本核心组件-
工作流模型
工作流模型用于表示过程的计划以及可以在计算机中表示的组 织的结构。工作流模型包括处理模型，在该模型中表示该过程；以及 组织模型，在该模型中表示员工(可用性、资格、技能)以及其它资 源(机器、设备等等)。通常以流程图等等的形式来对该处理模型进 行表示，该流程图考虑到次要活动中的过程的等级结构。总的来说， 过程的定义包括对输入和输出数据类型以及所需资源的声明。通过与 组织模型相结合，WFMS可用将活动分配给具体的人员，并且核实所 需资源在运行期间是否可用。在该过程中，通过多个控制结构(线性 序列、环、分支、同步等等)来确定活动的顺序。决策点在控制结构之中承担特定的角色。在决策点处，处理模型具有一个以上的可能的 后续活动。 一些系统提供基于规则的形式，通过该形式，可以在运行 期间指定并且评估选择一个备选的条件。然而实际上，经常需要用户 制定清楚的决策，这个决策进一步不被该处理模型支持。 工作流引擎
工作流引擎通过管理每个工作流实例的执行状态，来控制和监视 工作流模型的执行。其确定接下来将要执行的活动并且将未决的活动 通知给用户。在若干个并行执行的工作流实例的情况下，工作流引擎 负责安排重要任务，即，对活动的执行进行计划和使活动的执行相互 交错，以使得实现最佳资源利用。
用户前端-
用户经由基于计算机的用户前端，与工作流引擎进行通信。通常， 将前端组织为议程工具。在这个议程工具中，用户可以选择并且发起 分配给他/她的活动。他或她还可以输入关于用户前端中的活动的进行
状态的信息，其中该信息被传递到工作流引擎。通常将WFMS与信
息技术基础构架的剩余部分以如下形式相集成，即在发起活动时以用 户的布置配置完整的工作流环境。自动地提供工作流环境，并且其包 括执行该活动所需要的所有应用程序和数据。尽管直到现在主要在商 业环境中使用工作流管理系统，在医疗保健领域中同样正在努力适应 治疗准则以使其通常以基于网络的方式，作为工作流模型以电子形式 可得到，并且受到工作流管理系统的支持，其中这些治疗准则目前仅 可以书面形式用于一些疾病。期望这种方法在当前大规模的日常医疗 保健中实现更快速的分配，以及指导方针的更彻底的实施，以及更有 效的资源管理。
然而，所显示的是，WFMS仅可以应付部分医疗保健需求。这主 要是由于医疗保健中的过程仅仅部分服从具有有限数量良好定义的 决策点的步骤的大体上线性的序列。事实上，医疗活动相当程度上服 从智能决策情形，在该情形中，仅可以以模糊或者扩散的方式来表达 对于诊断或者治疗备选的选择标准。在这种情形下，WFMS中所使用 的基于规则的形式通常失败。因此，工作流管理系统仅仅呈现部分支持医疗保健中的工作和决策过程，尤其是如果包括了简单构造的过程 和资源管理。
决策支持系统
决策支持系统实现在特定领域中的专家知识，并且旨在通过推导 机制和处理后的背景知识，在决策情形中提供帮助。在日常临床工作 中，医生常常需要例如在确诊时，在选择诊断测试时，在对患者的预 后进行评估时以及在不同的治疗备选之中进行选择时制定决策。医生 需要考虑他所知道的所有的患者数据以及当前的有效知识。
早期试图在基于规则的系统中收集专业医疗知识被证明是行不 通的，因为通常医疗相关性已知仅在特定概率范围内，而其本身不会 映射为严格的规则集合的形式。为此原因，当今大部分决策支持系统 是基于概率方法的，在该方法中，贝叶斯理论的应用尤其起到了重要
作用。在贝叶斯理论的帮助下，如果已知对于D和S的非条件先验概 率以及条件因果概率(causal probability)P(SID)，其中D导致事件S， 则可以计算假定存在证据S (观察到的症状)的情况下假设D (诊断) 存在的条件概率P(DiS):
P(D|S)=P(D)*P(S|D)/P(S)
但是，在这种形式中，贝叶斯理论的应用几乎不可行，因为除了 需要知道所有潜在诊断Di和单独症状Sj的先验概率P(Di)和P(Sj)之
外，还需要确立假定是疾病Di的情况下症状Sp……，Sn的组合的
因果概率P(S"……，Sn|Dj)。因此，要确定的概率的数量随着可能 的症状和疾病数量的增加而呈指数地增加。所有这些概率的总体称为 联合概率分布。
探索症状之间的统计独立的假定，并且通过关注直接因果关系， 可以将联合概率分布显著地降低成更小的基本概率集合。这些简化可 以用所谓的贝叶斯网络或者信度网的形式图形地表示。这些是非循环 的图形，其中节点表示单独的随机变量(症状、诊断)并且有向边表 示原因和效果之间的直接相互关系。对于每个节点，仅需要说明局部 概率分布。贝叶斯网络是联合概率分布的简洁但是完整的表示，艮P， 可以对于每个症状组合和诊断计算条件概率。贝叶斯网络的概率变化会导致完整的联合概率分布的更新，并且 有可能使得在实践中非常有用的多种推导技术变得可行。 诊断结论
通过对应地设置先验概率，在贝叶斯网络中引入在具体时刻(观 察到症状)所知道的患者数据(例如，如果症状肯定出现，或者无误 地观察到了，则该值为"l")。这导致与这些症状相关联的诊断节点 的(直接或者间接)更新。因此，确认一些诊断，并且排除其它诊断。
因果结论
假设特定诊断是真实的，即，将对应的诊断节点的先验概率设置 为1。这导致对症状节点的概率进行调整。这使得有可能将对于患者 的症状搜索縮小到可能性变得尤其可能的那些症状，以证明该诊断假 设的真假。
灵敏度分析
症状的严重性可以随着它们的特异性而显著变化。通过特异性 分析，可以确定这些症状，这给确诊带来了尤其大的信息增益。从 而，将搜索对诊断节点具有最大影响的症状节点。关于症状存在与
否的信息通常需要执行诊断测试(例如，ECG检査或者计算机断层 摄影)，这与特定的成本和风险相关。当与诊断测试相关的症状节点 需要证实该症状时，灵敏度分析可以额外提供成本效益加权。
工作流管理系统(WFMS)主要用于组织层的资源管理和过程 控制。然而，它们在具体的决策情形中仅提供非常少的支持。另一 方面，通常将决策支持系统(DSS)设想为独立系统，即，它们合 并了主要的医疗专业知识，而在结论和建议中不考虑关于它们所属 的组织环境的信息。
本发明涉及集成的工作流和决策支持系统，其以协作的方式来 利用WFMS组件和DSS组件的特长和优点。这样，WFMS组件和 DSS组件相互地使用各自提供的服务且交换数据。与纯粹的WFMS 相比较，有可能获得改善的决策支持。在交换中，DSS可以考虑当 前组织的环境。
与工作流基于管理的解决方案相比，本发明的优势是考虑了模
9糊、概率知识(与工作流管理系统中硬编码和确定性地预定义的过 程相反)，在运行期间以自动或者半自动的方式解决决策点，以及在 若干个同时的工作流实例的情况下解决资源冲突。
与贝叶斯网络相比，本发明的优势在于，其以自动的方式考虑 了关于资源可用性的信息。其还支持自动提供关于工作流管理系统 所观察到的证据的数据，并且通过工作流管理系统中的计划和安排 特征并入多步骤并行进行的策略。
本发明的一个实施例涉及医疗保健数据管理系统，其包括工作流 管理系统和决策支持系统。决策支持系统包括用于进行医疗建议的概 率专家系统，并且其被配置为创建将要被发送到工作流管理系统的査 询。还将其配置为接收由工作流管理系统所确定的对应的回答。该回 答包括实体分配数据，其涉及由工作流管理系统所处理的实体的分 配。此外，将决策支持系统配置为利用该数据作为专家系统的(一个 或多个)概率输入变量。
可以将工作流管理系统理解为在医疗保健设施中关注对任务进 行组织的工具，而可以将决策支持系统理解为在制定医疗决策，例如 诊断、确立治疗计划等等时的辅助工具，例如对医生进行辅助。尽管 以下以诊断任务为参考，应该理解的是，还可以参考其它可用的治疗 计划。通常的专家系统是计算机化的工具，其被设计为用于增强决策 制定者所需要的知识的质量和可用性。典型的专家系统至少包括知识 库和专家系统外壳。知识库通常是被描述为"如果-那么"语句的大 型系统。概率专家系统典型地包括基于概率的知识库，其使不同的信 息关联，而不是简单的二元(是或否)规则。可以将用于医疗诊断的 专家系统设计为接受对患者检测到的多个症状作为输入，并且提供同 时呈现出对该症状组合的单一或者多个可能的诊断。该诊断可以伴有 置信水平，从而医生可以对专家系统所确立的诊断的概率进行访问。 从决策支持系统发送到工作流管理系统的查询可以包括关于正在被 进行诊断的患者的医疗记录的查询。然而，并不需要用工作流管理系 统来存储该医疗记录，而是可以通过一些其它手段，例如芯片卡或磁卡或一些其他手段来提供。然而该查询包括关于由工作流管理系统所 管理的数据进行的询问。典型地，这些数据包括医疗保健设施内的特 定实体，例如放射性设备、房间或者专业外科医生的分配数据和时间 表。因此决策支持系统向工作流管理系统査询特定实体的可用性，以 及使用这些实体的成本，己知"成本"不仅包括实际操作成本，如果 需要改变实体的时间表，这导致重新安排其它患者，则还包括由此产 生的成本。如果一个患者处在需要马上采取动作的急救情况下，则改 变实体的时间表可能是必要的。此外，"成本"还涉及诸如放射照射 的特定诊断方法所具有的风险。随后可以将从工作流管理系统发送到 决策支持系统的回答用作专家系统的输入，专家系统对该回答进行评 估，并且在进行决策支持系统最终给用户建议的决策时将该回答考虑 进去。该一个或者多个输入变量是概率性的，这意味着它们作为概率 方法的输入。它们可能，但不是必须，伴随有置信水平，该置信水平 用于指示所提供的数据的可靠性。这种变量的实例是实体的等待时 间，如果实体完全不可用则可以将该时间设置为无穷大。
根据本发明的医疗保健数据管理系统的优势在于概率性的，略微 "模糊"的知识有助于工作流管理系统的控制。另一个优势在于，可 以自动或者半自动地解决工作流中的决策点。此外，其优势在于考虑 了关于在决策制定过程中特定实体的可用性的信息，因为可能存在几 乎等效的备选。
在相关实施例中，医疗保健数据管理系统的专家系统被配置为基 于输入变量和/或患者医疗数据来确定相关医疗动作的集合。旨在通过 工作流管理系统来管理这些医疗动作，并且这些医疗动作提供进一步 的医疗数据。可以根据每个医疗动作对于医疗诊断或者医疗治疗计划 的置信水平的概率影响，来将该组医疗动作按顺序排序。
根据医生是否对患者确诊或者确立了治疗计划，以上所涉及的医 疗动作可以是诊断动作或治疗动作。此外，医疗动作还可以涉及预后。 当试图对患者所遭受的疾病进行诊断时，医生通常需要在患者身上进 行多个或精细或不太精细的诊断动作或者测试。然而，通过进行的每 个测试，关于患者健康状况的证据增加。 一个测试的结果还影响接下来进行的测试。为了减少测试的数量和/或必要的时间，希望首先进行 最有效地将可能的诊断范围縮小的测试。因此，最好将可能的动作的 集合按照医生可以容易地评估每个新测试的前景的顺序来排序。当 然，主要由患者的医疗数据来确定下一步应该采取那个诊断动作。不 过，在两个或者甚至多个诊断动作具有相同的诊断效果的情况下，需 要进行对应测试的实体的可用性将会是决定性的因素。工作流管理系 统管理诊断动作，因为其对需要由对应的人员(例如护士、放射助手、 实验人员等等)执行的动作进行指引。通常，尽管在未来可以由工作 流管理系统的合适的外围设备来进行简单和无风险的动作(例如，让 患者填写标准问巻)，但是仍然由医疗保健人员来执行该动作本身。 其优势在于，增加了响应于患者诊断需求的灵活性。这通常还导致患 者的吞吐时间加速。医生可以从多个备选中进行选择，这些备选被医 疗保健数据管理系统认为是几乎与(不是立即可用的)最佳备选一样 有效，而不是由于未预见的事件(例如放射设备的容量过载)而任意 地改变患者的诊断时间表。
当决定医疗动作时，决策支持系统可以提供用于这种医疗动作的 建议。其还可以提供预后或者在以建议的方式来执行建议的医疗动作 的假设之下的若干预后。举个例子，预后可以以概率的形式来描述假 设进行了特定癌症治疗的情况下的存活时间。
在相关的实施例中，医疗保健数据管理系统的工作流管理系统被 配置为处理多个工作流实例。每个工作流实例对应于患者的医疗护 理。将医疗保健数据管理系统配置为解决至少两个工作流实例之间的 实体分配冲突。通过将分配冲突所涉及的至少两个工作流实例中的一 个的环境中所执行的后续医疗动作取消或者重新安排，来实现沖突解 决方案。随后系统回复到顺序排序中排在下一个的医疗动作，其中该 医疗动作对于医疗诊断的置信水平或者对于医疗治疗的效果具有足 够高的概率影响。
如果在特定时间内将实体分配给患者，而另一个患者迫切需要在 相同的时间占用相同的资源，则出现实体分配冲突。在工作流管理系 统中对这两个患者的医疗护理进行管理，从而工作流管理系统是能够
12检测冲突的出现的组件。优选通过决策支持系统来回答哪个患者优先 的问题，决策支持系统能够考虑医疗专业知识。这有助于制定关于对 于其中一个患者重新安排或者取消特定医疗动作的完备的医疗决策。 如以上所指出，对于每个患者，可能存在接下来要执行的若干可能的 步骤或动作。尽管这些步骤中的其中一个根据医疗和/或诊断效果来说 是想要的，排在想要的动作后面的那些动作仍然可以得到满意的效 果。对于诊断动作，尤其通过对医疗诊断的置信水平的概率影响来确 定该效果。应该注意的是，特定的诊断动作可以对于一个诊断的确定 和无效具有很强的概率影响，但是对另一个诊断具有近乎为零的概率 影响。然而，在医疗护理的过程中，随着每个新的诊断动作的执行， 一个诊断倾向于自我确认，而其它诊断倾向于自我无效。为了效率的 目的，仅考虑那些在多个测试之后仍然具有相对高的置信水平的诊 断。
在本发明的进一步的实施例中，可以将接口连接到工作流管理系 统以及决策支持系统，将该接口配置为用在如上所述的医疗保健数据 管理系统中。这种接口可以以硬件或者软件或者它们的组合的形式来 实现。该接口可以包括一个组件，其被配置为安装在医疗保健数据管 理系统的工作流管理系统的位置上。类似地，该接口可以包括一个组 件，其被配置为安装在医疗保健数据管理系统的决策支持系统的位置 上。此外，该接口可以包括这两个组件之间的连接，该连接可以通过 安全通道。根据本发明的接口可以将现有的工作流管理系统和现有的 决策支持系统进行关联。优选地，该接口将合适的査询数据添加到现 有系统中的任意一个的查询中，并且发送获得的回答数据。理想的是， 仅需要最低限度地改变现有系统，使得接口对于现有系统是几乎透明 的。例如，接口可以作为工作流管理系统或决策支持系统的本地或者 远程用户。其优势在于，不需要安装完整的新系统，而是通过建立在 现有的系统上就能获得本发明的效果。此外，该接口还可以作为一个 厂商的工作流管理系统和另一个厂商的决策支持系统之间的解释器。 为此，该接口可以将根据一个厂商的标准来表达的查询翻译成根据另 一个厂商的标准来表达的查询。另一个优势在于该接口可以在诸如计
13算机X线断层摄影或者磁共振图象设备的医疗仪器，与工作流管理系 统和/或决策支持系统之间进行通信。例如，如果医生对计算机X线 断层摄影工作站上所显示的图象中的特定显而易见的损伤不确信，他 可以将他/她自己连接到决策支持系统并且输入该损伤的特性(大小、 颜色、形状、位置等)。最终> 他或她甚至可以上传该图象以便与大 型数据库中的图象进行比较。 一旦最初的怀疑得到了确认，该医生可 以安排在其他设备上进一步的测试，这优选通过工作流管理系统来执 行。医疗保健数据管理系统可以通过建议一个或者多个可能的确认测 试来提供帮助。
本发明的进一步的实施例涉及用于医疗保健数据管理的接口的 计算机程序产品，包括
计算机可读介质，在其上实现计算机可读程序代码，该计算机可 读程序代码包括
用于实现到工作流管理系统的接口的计算机可读程序代码；
用于实现到包括概率专家系统的决策支持系统的接口的计算机
可读程序代码；
其中，该决策支持系统接口被配置为接收来自该决策支持系统 的査询，并且将该査询发送到该决策支持系统接口，以便后续发送 到该工作流管理系统，其中该工作流管理系统接口被配置为从该工 作流管理系统接收对应的回答，该回答包括实体分配数据，其涉及 由工作流管理系统处理的实体的分配，并且该工作流管理系统接口 被配置将该回答发送到该决策支持系统接口 ，以便后续发送到该决 策支持系统，并且使用所包括的数据来作为该专家系统的一个或多 个概率输入变量。
如上所述的计算机程序产品可以用于将软件实现的接口安装到 医疗保健设施的计算机网络中的服务器或者计算机中。这个服务器 或者计算机可以是工作流管理系统和/或决策支持系统所使用的服 务器或者计算机中的一个。可替换地，可以将软件实现的接口安装 到独立的服务器或计算机中。如上所述的计算机程序产品的优势在 于，其可以用于以相对简单的形式来升级医疗保健设施的现有计算机装配，以便得到支持工作流管理和决策支持的交互的医疗保健数 据管理系统。包括计算机可读程序代码的模块化结构的优势在于， 使得能够通过来自不同的供应商的不同子系统的相互协作，保持接 口多样化，该可读程序代码实现了到工作流管理系统和实现了到决 策支持系统的接口的计算机可读程序代码的接口。可以使用对象请
求代理，例如公共对象请求代理体系结构(CORBA)或者类似的中
间件产品来建立这种接口。
在相关的实施例中，该计算机程序产品的工作流管理系统接口 和决策支持系统接口被配置为将相关医疗动作的集合从决策支持系 统发送到工作流管理系统，该医疗动作旨在由工作流管理系统管理 并且提供进一步的医疗数据，该医疗动作的集合是根据每个医疗动 作对于医疗诊断的置信水平或者医疗治疗效率的概率影响来按顺序 排序的。
术语"相关医疗动作"是指对于诊断或者治疗的结果具有不可 忽视的概率影响的那些动作。可以将这些动作分组成集合并且根据 它们各自的概率影响的值来进行排序。这样，如果在患者的护理的 下一步中执行那些动作，这个集合就与决策支持系统划分为最有用 的这些动作的列表相对应。由于该集合进行了排序，可以将该列表 顶端的项目理解为在诊断环境中最有用的(即，有益的)诊断动作。 应该注意，诊断的置信水平反映该诊断的可靠性。医生通常努力找
到具有高置信水平(例如接近100%)的单一诊断，而第二好的诊断
已经具有非常低的置信水平。在有两个诊断具有大约相等的高置信 水平时，医生通常通过进一步的测试确认其中一个诊断并且排除另 一个诊断。通过工作流管理系统，对发送到工作流管理系统的诊断 动作的排序后的集合进行评估。工作流管理系统确定所需要的不同 资源和实体的可用性。它可以将这些可用性转换成与使用这个实体 的成本相对应的值(例如，等待时间)。
在进一步的相关实施例中，查询和/或回答包括与至少两个患者 的医疗护理相对应的数据，其中对这两个患者的医疗护理为一个实 体的分配而产生竞争。查询和/或回答包括对于涉及对其中一个患者
15的医疗护理的其中一个后续动作的取消和重新安排命令，和使在顺 序排序中排在下一个的医疗动作有利的回复命令，其中该医疗动作 对于医疗诊断的置信水平或者医疗治疗的效率具足够高的概率影 响。取消或重新安排命令的优势在于，该动作不需要手动输入。优 选地，主管医生仅需要确认取消或重新安排。在两个不同的医生照 顾两个患者的情况下，可能需要获得其患者的医疗护理将要被重新 安排和改变的医生的批准。在这种情况下，可以通过例如寻呼机的 方式来联系该医生，以获得所需要的批准。
进一步的实施例涉及用于医疗保健管理系统的计算机程序产 品，其中该医疗保健管理系统包括如上所述的接口计算机程序产品。 作为最新构造的设施的一种选择，可以将整个系统作为整体来安装， 而不是对现有的医疗保健设施的配置进行升级。其所具有的优势是， 已经测试了整个系统的兼容性和可靠性。
在本发明的另一个实施例中，用于操作医疗保健数据管理系统 的方法包括如下步骤
创建从决策支持系统发送到工作流管理系统的查询；
将该查询经由决策支持系统和工作流管理系统之间的接口，传
送到工作流管理系统；
确定对该查询的回答，该回答包括该工作流管理系统所处理的 实体的实体分配数据；
将该回答传送到决策支持系统；以及
利用该数据来作为该决策支持系统所包括的概率专家系统的概 率输入变量。
这种方法的优势实质上与根据本发明所述的医疗保健数据管理 系统和/或计算机程序产品的优势相同。
在相关的实施例中，该方法进一步包括如下步骤 基于输入变量和/或患者的医疗数据，确定期望的医疗动作的集
合，
根据每个医疗动作对于医疗诊断的置信水平或者医疗治疗的效 率的概率影响，将医疗动作按顺序排序；在用于后续执行的工作流管理系统中，安排其中一个排序最高 的医疗动作。
在安排其中一个医疗动作的步骤中，可以根据医疗动作的排序， 改变作为仍然需要执行的患者工作流的一部分的医疗动作中的一 个。应该注意，除了医疗诊断的置信水平之外，在排序中还可以考 虑实体的暂时不可用性，这考虑到了组织环境(例如资源时间表行
(schedule line》。
在另一个所述实施例中，该方法还包括如下步骤 处理工作流管理系统中的多个工作流管理实例，每个工作流管 理实例与患者的医疗护理对应；
通过将分配冲突所涉及的至少两个工作流实例之一的环境中要 执行的后续医疗动作取消或者重新安排，解决至少两个工作流管理
实例之间的实体分配冲突；
回复到顺序排序中的排在下一个的医疗动作，其中该医疗动作对 于医疗诊断的置信水平或者对于医疗治疗效率具有足够高的概率影 响。
这种方法的优势实质上与根据本发明所述的医疗保健数据管理 系统和/或计算机程序产品的优势相同。
图1是根据本发明的医疗保健数据管理系统的方框图2是根据本发明的一个实施例的工作流管理系统和决策支持系 统之间的交互的示意性表示；
图3是根据支持并行工作流实例的本发明的另一个实施例的工作 流管理系统和决策支持系统之间的交互的示意性表示；
图4是示出了根据本发明的方法的步骤的流程图。
图1是医疗保健数据管理系统100的方框图。工作流管理系统 (WFMS) 110作为，例如在医疗保健设施内的组织工具。这种工作 流管理系统根据在该设施中对哪个患者进行治疗，对涉及患者、资源 和工作流的数据进行管理。该资源包括医疗仪器、房间、床、药物和员工等等。图1中描述了第一资源(RSRC 1) 117和第二资源(RSRC2) 118。涉及患者的数据可以包括关于该患者的标准个人信息、他的医疗历史、诊断发现以及治疗计划或者医疗护理计划。此外，涉及患者的数据可以包括对于特定资源的分配。将涉及患者的数据存储在连接到工作流管理系统的患者数据库(DBPNT) 112中。将涉及资源的数据存储连接到工作流管理系统的资源数据库(DBRSRC) 113中。还将用于护士或医生的工作站(WS) IO连接到工作流管理系统。该工作站包括客户端(CLNT) 11，用于建立与工作流管理系统的连接。医生18可以通过键盘15和监视器16，査询工作流管理系统110，例如，以获得关于特定患者的数据。除了医生18之外，也可以通过另一个授权的人员，例如护士或者医疗助理，来操纵该工作站。
除了工作流管理系统H0之外，还示出了决策支持系统120。医生工作站(WS) 20还连接到决策支持系统。该工作站包括客户端(CLNT) 21，用于建立与决策支持系统的连接。医生18可以通过键盘25和监视器26，向决策支持系统120输入数据，例如，以获得基于患者症状的诊断。将决策支持系统120连接到工作流管理系统110，并且连接到内部医疗知识数据库(DBKNWL) 122。可选择地，通过通信网络121，将决策支持系统连接到外部医疗知识数据库(DBKNWL) 123。可以例如通过国家或国际医疗保健组织来提供外部医疗知识数据库(DBKNWL) 123。决策支持系统120对医生在诊断患者和确立合适的治疗计划时进行帮助。为此，医生将关于该患者的医疗发现，例如观察到的症状，输入到决策支持系统。在多种情况下，这些症状仅仅暗示一种或者几种可能的疾病，从而使得单一症状可能不是非常重要。这意味着，需要输入症状的组合，以便获得更有意义的结果。虽然可以通过询问患者相对容易地获得一些症状，然而其他症状的确定却更加精细，有时候甚至有可能对患者有害，例如在放射性方法的情况下。因此，医生需要谨慎地选择合适的诊断方法，以便得到可靠的结果。医疗保健领域尤其受到大量经验主义研究和结果，而不是简单的如果-那么关系的支配。概率网络是用于应付这种知识领域的一个选项，因为医疗研究通常包括对潜在数据的统计分析。概率网络可以是贝叶斯网络，其为有限的，非循环的直接图形，用于描述大量变量之间的因果关系。通过矩阵来实现该网络，该矩阵对任意变量取特定值的概率进行指定，该特定值被为给定直接原因的值。根据这些矩阵，有可能计算所有变量在网络中的整体概率分布。应用到医疗专家系统中，这意味着通过将一个症状的概率从初始值，即仍未证实，改变成更高的值，即该症状在该患者身上以特定概率出现，取决于该症状的每个变量都会相应地改变。应该注意的是，症状的初始值不必为零，因为该症状在人群中可以具有特定的先验概率，例如血
型AB。由于该症状可能被确认或者排除，如果确认了该症状，则该症状的概率与初始值相比应该增加，如果排除了该症状，则该症状的概率与初始值相比应该减少。
工作流管理系统110和决策支持系统120经由接口 130，彼此相连接。该接口包括工作流管理系统接口组件(IFWF) 131。该接口还包括决策支持系统接口组件(IFDS) 132。标准计算机网络可以作为接口 130的物理支持。这种网络也可以包括到工作站11和21的连接。可替换地，可以建立工作流管理系统IIO和决策支持系统120之间的直接链路，尤其是如果需要在接口组件131和132之间传递大量数据的时候。接口 130通过提供工作流管理系统的协议和决策支持系统的协议之间的对话和/或适配，来促进现有的工作流管理系统和决策支持系统的互连。
图2是工作流管理系统110和决策支持系统120之间的交互的示意性表示。在本发明中，将问题定义为由工作流管理系统110发出，并且发向决策支持系统120。另一方面，将查询定义为由决策支持系统120确立，并且发向工作流管理系统IIO。将响应定义为由决策支持系统120确立，并且发向工作流管理系统110。另一方面，将回答定义为由工作流管理系统110确立，并且发向决策支持系统120。在工作流管理系统110中，示出了对应于单一患者的一部分工作流。该工作流包括由医生或者一些有资格的工作人员在患者身上所进行的三个测试或者诊断动作211 (Tl)、 212 (T2)和213 (T3)。三种症状Sl、 S2和S3分别对应于测试Tl、 T2和T3中的一个。测试结果显示，症状S1和S2肯定地出现，因为这两个症状都被设置为1。另一方面症状S3被设置为0，其肯定不出现。每个结果可以具有0至廿1之间的值，以便反映不完全可靠的测试结果。在这三个测试之后，得到决策点214，在该决策点需要决定患者下一步应该采取那种测试和治疗。到目前为止，可以将诊断结果縮小到两种诊断D1和D2。然而，还未研究三个测试T1、 T2和T3的三个结果。为此，将症状S1、 S2和S3的组合传送到决策支持系统120。为此，工作流管理系统结合该测试结果、该患者的医疗历史等等，创建用于决策支持系统的问题271。在时刻ti，将这些数据输入到决策支持系统120，其中在图2中用DSS(ti)来指示该时刻。在决策支持系统120中，査找每个症状的域(field)。症状Sl预定进入域221，症状S2预定进入域222并且症状S3预定进入域223。描述了置信指示器231、 232和233，以便示出症状值的连续性质。如所述，置信指示器231、 232和233仍旧被设置为决策支持系统的前一次运行，其中涉及症状S1、 S2和S3。将概率专家系统示为规则框241 (R)，其具有连接到三种症状Sl、 S2和S3的域的输入，并且其具有连接到诊断Dl和D2的字段251和252的输出。再者，置信指示器261和262以图形的形式，示出了所计算的诊断D1和D2中的每一个的置信水平。 一旦把症状Sl、 S2和S3的值加载到对应的域221、 222和223，专家系统241就准备被更新。如更新箭头272所指示，这发生在前进到接下来的实例ti+1的时候。在箭头272的下方，描绘了更新的决策支持系统DSS (ti+1)。置信指示器231、 232和233已经被症状S1、 S2和S3的对应值更新。专家系统241对症状进行评估，并且得到诊断Dl可能性非常小而诊断D2可能性非常高的结论，如更新的置信指示器261和262所示。将该结果通过响应273,传递到工作流管理系统。响应273确定在从决策点214开始的工作流中的进一步处理。如以上所指出，认为诊断D2是可能的。为了确认这个诊断，响应273还包括对于后续诊断动作的建议。在这种情况下，仅仅作为例子，建议用x光检查218来对诊断D2进行确认。在保留诊断D1的情况下，可以用血液测试217来确认该诊断。
20图3示出了本发明的实例的实施例的另一操作模式。该操作模式解决了对多个竞争需求者的资源分配问题。并且，在图的左侧描述工
作流管理系统110。工作流管理系统110能够管理多个工作流实例，
其中每个工作流实例对应于对特定患者的医疗护理。在所表示的情景
中，工作流实例110a控制对患者A (PNTA)的医疗护理，并且工作流实例110b控制对患者B (PNTB)的医疗护理。为了清楚起见，图3中仅示出了两个患者的工作流实例110a和110b。两个工作流实例110a和110b共同的是，在一些之前的处理之后它们分别到达决策点314a和314b。表达式"MRTvCT"解释成"MRT OR CT"。两个决策点314a和314b的类似之处在于它们都包括磁共振X线断层摄影
(MRT)检查和计算机X线断层摄影(CT)检查来作为可能的选项。分别通过317a和317b来指出MRT检査、分别通过318a和318b来指出CT检査。工作流实例110a和110b的决策点314a和314b之间的差异在于属于患者A的工作流实例的决策点314a额外包括超声
(US)检查319a来作为可能的选项。决策点314a和314b的另一个共同点在于；它们在邻近的时间关系中都变得活跃。更具体地，它们各自的活动周期重叠，这意味着，在它们各自的活动周期期间，它们面临着至少在某些时刻可以同时采取相应的决策。 一旦制定了决策，假定所需的资源是可用的，将通过用于执行的工作流管理系统，来安排对应的动作，例如MRT、 CT或者US检查。在执行了选择的动作之后，通过各自的OR接合点315a， 315b来重新会聚每个工作流实例110a和110b，在此之后，两个工作流实例继续。
现在描述两个决策点314a和314b的解决方法。在通常情况下，决策点314a和314b之一通过相应的工作流实例在另一决策点之前获得，如决策点314a。为了进一步的进展，创建与决策点314a的解决方法相对应的问题271 (图2)，并且将其发送到决策支持系统120。在该问题中，还将与三个提议的检查方法相关的实体的分配数据，例如等待时间，发送到决策支持系统。决策支持系统建议采取三个动作中的一个。如果对应于所选择的动作的实体马上或者在不久的将来具有可用时隙，则可以执行对应的动作，而不会与其他工作流实例冲突。这个行为大体上对应于图2所示的操作模式。然而，在更复杂的情况中，如果等待时间足够长以允许第二工作流实例110b达到其相应的决策点314b，而工作流314a没有被清理以继续动作317a、 318a或319a中的一个，那么工作流实例110b则与工作流实例110a竞争MRT和CT资源实体。采用简单的先到先服务安排会有大量缺点从而限制其在医疗保健情况中的使用。因此，本发明提出，当工作流管理系统的状态改变的时候，尤其当工作流需要已恳求的资源的时候，都将新的问题317从工作流管理系统发送到决策支持系统。这个问题317包括决策支持系统需要制定决策的所有涉及的患者的所有医疗数据。或者，可以将对应于单一患者的数据以单独的问题发送，留给工作流管理系统来对决策支持系统所发出的问题进行分类，以便得到工作流实例的排序顺序。在决策支持系统120中，示出了用于患者A的专家系统120a和用于患者B的专家系统120b。图2中已经描述了两个专家系统120a和120b中所示的元件，其区别在于，在图3中，通过小写字母a和b来指示与患者A和患者B的相应联系。可以通过MRT检查来检测症状S1，可以通过CT检查来检测症状S2，并且可以通过US检查来检测症状S3。应该注意到，在患者A和患者B之间，症状Sl可以不同。可以通过它们都是通过超声检查来检测出来的这个事实，使它们连接起来。和图2相对比，借助专家系统的目的不是为了马上找出正确的诊断，而是为了首先找出最有效的诊断动作。为此目的，用于症状231a、 232a、 233a、 231b、 232b和233b的置信指示器变灰，以便指示它们暂时不活跃。同样将对于诊断261a、 262a、 261b、和262b的置信指示器也保持这样。在图3中，探索了概率专家系统对于特定症状对诊断的影响进行评估的能力。通过具有不同粗度的箭头来指示不同的影响。在所示的实例中，患者A的诊断强烈地受到症状S1和S2的影响。症状S3具有较小的影响。对于患者B，对于该诊断有影响的唯一症状是症状S1，而实际上忽略了症状S2。将这些结果通过回答373发送回到工作流管理系统。工作流管理系统认识到MRT对于患者A和患者B都有用。然而，患者A还可以采取CT，这具有几乎同样高的诊断效果。由于受到患者B没有选择的余地的限
22制，工作流管理系统在参考决策支持系统情况的下，可以将患者A重
新安排进行CT而不是最初想要的MRT检查。
图4示出了根据本发明的方法的流程图。该方法开始于步骤401。除了决策点，尤其是那些需要医疗专业知识来解决的决策点之外，步骤402组合了标准工作流管理中所执行的多个步骤。在步骤403中，确定工作流是否已经到达决策点。如果没有(分支"否")，那么工作流回到用于标准工作流处理的步骤402。如果确定已经到达了工作流中的决策点，那么经由标有"是"的分支，前进到下一个步骤404。在步骤404中，确定该工作流中的决策是否需要医疗专业知识。如果不需要(分支"否")，那么工作流管理系统回到步骤402。如果需要医疗专业知识(分支"是")，方法前进到步骤405，在该步骤中，基于工作流管理系统中可用的相关数据来表示问题。该问题预定被发送到决策支持系统。在步骤406中，将该问题发送到决策支持系统，从而进行相同査询。在步骤407，决策支持系统对该问题进行评估并且草拟回答，将该回答发送到工作流管理系统。优选通过概率专家系统，例如贝叶斯网络，来进行这个步骤，其中该概率专家系统是决策支持系统的组件或者外加部件。在步骤408，在工作流管理系统接收对应于该问题的回答。本质上，这个回答包括两个主要选项诊断或者动作，该动作涉及在患者身上进行的进一步测试或者进行的医疗治疗计划。工作流管理系统采纳该建议，并且相应地创建和改变前面的工作流。在步骤409，通过工作流管理系统，执行决策支持系统所按顺序排序的动作，或者由工作流管理系统基于所确定的诊断和预定义的治疗计划来确定的动作。完成之后，方法前进到步骤410，在该步骤中，确定工作流是否继续，或者工作流是否到达的其末端。在后一种情况下，方法前进到步骤411，标志着该方法结束。在前一种情况下，方法回到步骤402并且继续标准工作流处理。
根据这里所述的医疗保健数据管理系统的属性，可以从多个角度来观察该系统。这是因为该系统的分布式特性，即其一侧是工作流管理系统，而另一侧是决策支持系统。特别地，取决于医疗保健设施的组织和偏好，任意子系统可以自主地査询或者询问其它子系统。然而，其结构和操作原则保持不变。
要强调的是，本发明的上述实施例是可能的执行实例，仅仅用于清楚地理解本发明的原理。在不脱离由附权利要求所定义的本发明的范围的前提下，可以对上述实施例做出多个变形和修改。特别地，可以将系统、接口、计算机程序产品和/或方法种类的权利要求之一中所描述的任何特征与其它特征或者特作组合进行组合。尽管以医疗保健数据概率系统的方式来描述了本发明，本领域的技术人员很容易认识到组合的工作流管理系统和决策支持系统还可用于其它领域，例如客
户关系管理(CRM)，其中对因特网提供商和保险中的赔偿金事件处理具有集成的问题解决功能。
2权利要求
1、一种医疗保健数据管理系统，包括工作流管理系统以及决策支持系统，所述决策支持系统包括用于医疗建议的概率专家系统，并且被配置为创建将要被发送到所述工作流管理系统的查询，接收由所述工作流管理系统确定的对应的回答，所述回答包括实体分配数据，其涉及由所述工作流管理系统处理的实体的分配，以及利用所述数据作为所述专家系统的一个或多个概率输入变量。
2、 如权利要求1所述的医疗保健数据管理系统，其中，所述专 家系统被配置为基于所述一个或多个输入变量和/或患者的医疗数据 来确定相关医疗动作的集合，所述医疗动作旨在由所述工作流管理系 统来管理，并且提供进一步的医疗数据，根据每个所述医疗动作对于 医疗诊断的置信水平或者治疗计划效率的概率影响，将所述医疗动作 的集合按顺序排序。
3、 如权利要求2所述的医疗保健数据管理系统，其中，所述工 作流管理系统被配置为处理多个工作流实例，每个工作流实例对应 于患者的医疗护理；并且其中，将所述医疗保健数据管理系统配置为-通过取消或者重新安排在所述分配冲突涉及的至少两个工作流实例 之一的环境中要执行的后续医疗动作，并且回复到所述顺序排序中排 在下一个，且对于所述医疗诊断的置信水平或者对于医疗治疗效率具 有足够高的概率影响的医疗动作，来解决所述至少两个工作流实例之 间的实体分配冲突。
4、 一种可连接到工作流管理系统和决策支持系统的接口，其被 配置为在权利要求1到3中的任意一个所述的医疗保健数据管理系统中使用。
5、 一种在医疗保健数据管理中用于接口的计算机程序产品，包括计算机可读介质，其具有在其上实现的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码包括用于实现到工作流管理系统的接口的计算机可读程序代码；用于实现到包括概率专家系统的决策支持系统的接口的计算机可读程序代码；其中，所述决策支持系统接口被配置为接收来自所述决策支持 系统的查询，并且将所述查询发送到所述决策支持系统接口，以便 后续发送到所述工作流管理系统，其中，所述工作流管理系统接口 被配置为接收来自所述工作流管理系统的对应的回答，所述回答包 括实体分配数据，其涉及由所述工作流管理系统处理的实体的分配， 并且所述工作流管理系统接口被配置为将所述回答发送到所述决策 支持系统接口 ，以便后续发送到所述决策支持系统并且使用所述包 括的数据作为所述专家系统的一个或多个概率输入变量。
6、 如权利要求5所述的计算机程序产品，其中，所述工作流管 理系统接口和所述决策支持系统接口被配置为将相关医疗动作的 集合从所述决策支持系统发送到所述工作流管理系统，所述医疗动 作旨在由所述工作流管理系统来管理，并且提供进一步的医疗数据， 根据每个所述医疗动作对于医疗诊断的置信水平或者治疗计划效率 的概率影响，将所述医疗动作的集合按顺序排序。
7、 如权利要求6所述的计算机程序产品，其中，所述查询和/或 所述回答包括与至少两个患者的医疗护理对应的数据，所述两个患者 的医疗护理为所述实体中的一个的分配而竞争，所述查询和/或回答包 括对于其中一个所述后续动作进行的取消或重新安排命令，所述后续 动作涉及对其中一个所述患者的医疗护理;并且所述査询和/或回答包括使在所述顺序排序中排在下一个并且对于所述医疗诊断的置信水 平或者所述医疗治疗的效率具有足够高的概率影响的某个医疗动作 有利的回复命令。
8、 一种用于医疗保健管理系统的计算机程序产品，其包括权利 要求5到7所述的接口计算机程序产品。
9、 一种用于操作医疗保健数据管理系统的方法，包括如下步骤 创建要从决策支持系统发送到工作流管理系统的查询； 将所述查询经由所述决策支持系统和所述工作流管理系统之间的接口，传送到所述工作流管理系统；确定对所述査询的回答，所述回答包括关于所述工作流管理系 统处理的实体的实体分配数据；将所述回答传送到所述决策支持系统；以及利用所述数据作为所述决策支持系统所包括的概率专家系统的 输入变量。
10、 如权利要求9所述的方法，还包括如下步骤 基于所述输入变量和/或患者的医疗数据，来确定期望的医疗动作的集合；根据每个所述医疗动作对于医疗诊断的置信水平或者医疗治疗 效率的概率影响，将所述医疗动作按顺序排序；在用于后续执行的所述工作流管理系统中，对所述医疗动作中 排序最高的一个进行安排。
11、 如权利要求10所述的方法，还包括如下步骤 处理所述工作流管理系统中的多个工作流管理实例，每个工作流管理实例对应于患者的医疗护理；通过取消或者重新安排在所述分配冲突涉及的至少两个工作流 实例之一的环境中要执行的后续医疗动作，解决所述至少两个工作流管理实例之间的实体分配冲突；回复到在所述顺序排序中排在下一个的医疗动作，其中所述医疗 动作对于所述医疗诊断的置信水平或者对于所述医疗治疗效率具有 足够高的概率影响。
全文摘要
本发明涉及包括工作流管理系统和决策支持系统的医疗保健数据管理系统，还涉及对应的计算机程序产品和方法。该决策支持系统包括用于医疗设备的概率专家系统，并且将该决策支持系统配置为创建将要被发送到工作流管理系统的查询。还将其配置为接收由工作流管理系统所确定的对应的回答。该回答包括实体分配数据，其涉及由工作流管理系统所处理的实体的分配。此外，将决策支持系统配置为利用该数据作为专家系统的(多个)概率输入变量。这种系统的优势是将最新的患者数据和组织数据(资源分配)与决策支持系统精深的医疗专业知识进行结合，其中由工作流管理系统来管理该组织数据。
文档编号G06Q10/00GK101506831SQ200680030041
公开日2009年8月12日 申请日期2006年8月17日 优先权日2005年8月19日
发明者G·罗泽, K·魏登哈普特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司