基于openEHR EL的临床指南表达式语言研究与系统实现

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临床指南计算机化是促进临床指南用于临床实践的重要手段。指南计算机化的重点在于指南中诊疗流程和医学逻辑的表达与执行。其中,医学逻辑的表达和执行逐渐形成了独立的研究方向,即表达式语言。表达式语言提供一定的数据模型和基本语法,由使用者根据具体语义将其组合成表达式的形式来表示医学逻辑。近年来先后出现了MVEL、GELLO和openEHR EL等表达式语言。相比于MVEL和GELLO,基于openEHR信息模型的openEHR EL能够更好地适用于复杂多变的医疗场景。然而,openEHR EL是针对信息模型实体之间一般性的算数、逻辑等关系和约束设计的,在面向临床指南决策支持这一特定目的时数据模型的选择过于灵活,同时,基于其现有的表达式功能对指南中的复杂逻辑的表达过于繁琐。
  本研究在分析临床指南表达需求的基础上,设计出了基于openEHR EL的临床指南表达式语言,并进行了应用和验证。本论文主要研究内容包括:
  1)针对openEHR EL、GELLO和MVEL三种表达式语言进行了剖析和比较。分别剖析了其数据模型、表达式语法和执行机制三个方面。结果表明,openEHR EL在其数据模型和语法上具有开放灵活的特点,但是需要针对临床指南的表达需求进行细化和扩展。
  2)构建了基于openEHR的临床指南决策支持通用数据模型。调研并选取了模型构建方案,进行了模型构建,并对直接使用openEHR模型与本章提出的模型的表达式构建过程进行了对比。结果表明本模型在覆盖临床指南表达数据需求的基础上使用步骤更为简单。
  3)设计并实现了针对临床指南决策支持的openEHR EL的表达式语言语法优化方案。针对其时间操作、集合操作和变量声明这三个方面的不足进行了补充,进一步提供了临床指南决策支持必须的语法,最后用案例验证了所提出的语法的可用性与完整性。
  4)设计并实现了表达式语言的执行流程。在对相关技术综述的基础上确定了本研究的实现方案,实现了包括语法解析、语义分析、翻译器构建等三个部分在内的语言执行工具,最后评估了执行工具的执行结果的正确性和执行效率。
  5)对表达式语言进行了应用与系统实现。针对射频导管消融术手术指南,使用本研究的表达式语言进行知识表达并构建知识库,实现了表达式语言的执行机制并开发了相应的系统,结果表明本研究提出的表达式语言在临床指南方面相比于现有语言具有优势。
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