Składnia Ardena
Składnia Arden to język znaczników używany do reprezentowania i udostępniania wiedzy medycznej. Ten język wiedzy klinicznej i naukowej jest używany w formacie wykonywalnym przez systemy wspomagania decyzji klinicznych do generowania alertów, interpretacji oraz do przeglądania i zarządzania wiadomościami dla klinicystów. Ta składnia jest używana do dzielenia się wiedzą medyczną w wielu instytucjach służby zdrowia. Zestawy reguł, zwane modułami logiki medycznej (MLM), zawierają wystarczającą ilość logiki, aby podjąć pojedynczą decyzję medyczną. Medyczne moduły logiczne są napisane w składni Arden i są wywoływane przez program – monitor zdarzeń – gdy wystąpi warunek, w którym zostały napisane, aby pomóc.
Składnia Arden była wcześniej standardem ASTM , opublikowanym w 1992 roku, a obecnie jest częścią Health Level Seven International . Składnia Arden w wersji 2.0 została opublikowana przez HL7 w 1999 roku. Wersja 2.10 składni Arden jest wersją aktualną.
Historia
Arden Syntax i jego pierwsze aplikacje zostały pomyślane i opracowane jako główne rezultaty wielomilionowego wspólnego programu badawczo-rozwojowego między Columbia Presbyterian Medical Center i IBM Health Industry Marketing w Atlancie w stanie Georgia w latach 1989-1993. IBM zapewnił finansowanie programu, S /370 komputery typu mainframe, oprogramowanie, urządzenia peryferyjne i inne materiały do pracy oraz nadzór nad zarządzaniem programami nad wspólnym wysiłkiem.
Nazwa „Arden” pochodzi od miejsca konferencji i sesji roboczych IBM/CPMC, Arden House, w hrabstwie Orange w stanie Nowy Jork , w uznaniu ważnych kamieni milowych osiągniętych tam w rozwoju i udoskonalaniu składni oraz jej implementacji. (Pierwotnie kupiony przez Edwarda Henry'ego Harrimana w 1885 r., Posiadłość została przekazana Uniwersytetowi Columbia przez jego syna W. Averella Harrimana w 1950 r. Po użyciu jej przez marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych podczas II wojny światowej . Dom i tereny stały się narodowym zabytkiem historycznym w 1966 r., i jest teraz centrum konferencyjnym).
W Columbia-Presbyterian Medical center wdrożono 40 MLM składni Arden, z których 18 to kliniczne MLM, w tym 4 interpretacje i 14 alertów. Na przykład użytkownik jest ostrzegany przez trzy MLM o obecności hipokaliemii i stosowaniu digoksyny , które mogą prowadzić do zaburzeń rytmu serca . Jeden MLM jest aktywowany przez zapamiętanie zamówienia aptecznego na digoksynę , drugi MLM jest aktywowany przez zapamiętanie wyniku pomiaru potasu we krwi, a trzeci przez zapamiętanie poziomu digoksyny we krwi. Dwanaście to badawcze przykłady MLM, które obejmują możliwość identyfikacji pacjentów z nieprawidłową patologią szyjki macicy itp., które powiadamiają badacza o szczegółach dokumentacji medycznej pacjenta i jego lokalizacji w szpitalu w celu zapisania pacjenta do badania, a pozostałe dziesięć ma charakter administracyjny MLM.
Produkt IBM ze sztuczną inteligencją, KnowledgeTool, dostarczył oryginalnej podstawy reprezentacji i przetwarzania składni MLM, udoskonalonej i zastosowanej przez naukowców z CPMC, dr. James J. Cimino , George Hripcsak, Steve Johnson, Carol Friedman i inni z CPMC pod przewodnictwem Paula D. Claytona. W podobnym wysiłku w ramach tego samego programu Peter Ludemann opracował inną prototypową implementację składni przy użyciu Quintus Prolog. Usługi IBM w zakresie zarządzania programami i technologii sztucznej inteligencji były świadczone przez Terry'ego Rankina, Pete'a Smitha i Eddiego Sandersa.
Używa
Składnia Arden jest używana, gdy:
- Pojawia się klinicznie istotna sytuacja, taka jak interakcja z lekiem lub niebezpieczny wynik laboratoryjny, dostawca jest ostrzegany komunikatem ostrzegawczym.
- Interpretacja to komunikat niezwiązany z nagłymi sytuacjami, mający na celu dostarczenie usługodawcy informacji pomocniczych, takich jak interpretacja testów czynnościowych wątroby .
- Ekran to wiadomość wysyłana do badań klinicznych , gdy do szpitala przyjmowani są pacjenci spełniający określone kryteria badania klinicznego lub zapewnienia jakości.
- Komunikaty zarządzania są wykorzystywane do celów administracyjnych, takich jak zarządzanie przydziałami łóżek, przyjęciami tego samego dnia i wypisami ze szpitala.
Jego zalety to:
- Jest częścią międzynarodowej organizacji normalizacyjnej Health Level Seven International
- Pozwala na łatwe zakodowanie kilku ważnych pojęć medycznych.
- Kod jest napisany w sposób zbliżony do języka naturalnego i czytelny, z kilkoma cechami składniowymi, takimi jak elastyczna obsługa list, które można filtrować.
- Programistów zachęca się do dokumentowania i opisywania MLM w celu tworzenia dużych metadanych zgodnie ze standardem, co jest niezbędne do zarządzania dużymi zbiorami MLM.
Przykłady z życia wzięte
Składnia Arden jest używana w skomputeryzowanych planach opieki nad pacjentami po operacji pomostowania aortalno-wieńcowego
Regenstrief Institute, międzynarodowa organizacja non-profit zajmująca się badaniami medycznymi, „uznana za swoją rolę w poprawie jakości opieki, zwiększaniu wydajności świadczenia opieki zdrowotnej, zapobieganiu błędom medycznym i zwiększaniu bezpieczeństwa pacjentów”, używa Arden Syntax MLM w swoim systemie CARE do dostarczania przypomnień lub wskazówki dla klinicystów dotyczące zaleceń dotyczących leczenia pacjenta (np. kolejna wizyta w poradni, na podstawie zasad obowiązujących dla zdigitalizowanych notatek i stosownych danych pacjenta przechowywanych w systemie). Ponadto szpital LDS w Salt Lake City wniósł znaczny wkład w ten standard, jak również w wiedzę. Sekcja Badań nad Usługami Zdrowia Dzieci Uniwersytetu Indiana w School of Medicine intensywnie wykorzystuje MLM Arden Syntax do kontrolowania wspomagania decyzji klinicznych w pediatrycznym systemie wspomagania decyzji CHICA (Poprawa Zdrowia Dziecka poprzez automatyzację komputerową), ambulatoryjnym CDS działającym w Indianapolis- lokalnych systemów opieki zdrowotnej od 11 lat. Składnia Arden jest wdrażana w szpitalu LDS w Salt Lake City w stanie Utah przy użyciu systemu HELP.
System wspomagania decyzji medycznych na Uniwersytecie w Linkoping składa się z klinicznej bazy danych, słownika medycznej bazy danych oraz komponentu bazy wiedzy. Składnia bazy wiedzy to składnia Arden. Samwalda i in. opracowała wiele systemów wspomagania decyzji klinicznych z wykorzystaniem standardu składni Arden w zakresie od kilku do kilkudziesięciu MLM. Systemy te to Hepaxpert, Thyrexpert, Toxopert i RHEUMexpert. System Hepaxpert pomaga w interpretacji zapalenia wątroby , natomiast system Thyrexpert pomaga w interpretacji wyników badań hormonów tarczycy. System Toxopert pomaga w interpretacji sekwencji czasowych wyników badań serologicznych toksoplazmozy . Wspomaganie decyzji w diagnostyce różnicowej w reumatologii oferuje RHEUMexpert.
Cechy
Racjonalne uzasadnienie
Składnia oferuje potencjalnym użytkownikom pomoc w podjęciu decyzji, czy norma jest odpowiednia do ich celów. Oferuje użytkownikom i wdrażającym wiedzę o tym, w jaki sposób części standardu zostały zaprojektowane do użycia. Zapewnia również autorom innych standardów wgląd, który może być pomocny w ich własnych próbach przyszłego projektowania nowych języków.
Rozmyta składnia Ardena
Głównym celem rozmytej składni Ardena jest zapewnienie łatwej metody przetwarzania niepewnych danych, które rutynowo pojawiają się w medycynie. Nowe koncepcje są włączane do składni Arden za pomocą rozmytej składni Arden, aby pomóc w przetwarzaniu informacji, które mogą nie być całkowicie zdefiniowane. Na przykład logika rozmyta została wykorzystana w bazie wiedzy w systemie Moni–ICU w klinicznym instytucie higieny szpitalnej wiedeńskiego szpitala ogólnego. Jest to system, który wykrywa i stale sprawdza zakażenia szpitalne . Wykorzystanie logiki rozmytej w bazie wiedzy dostarcza lekarzom dokładniejszych informacji o stopniu występowania zakażeń szpitalnych, co pomaga w rozpoznawaniu przypadków granicznych oraz pozwala na wcześniejsze wykrycie początku i ustępowania zakażenia.
Ograniczenia
- Problemy związane z przyjęciem składni Ardena to „problem nawiasów klamrowych” i problem kompilatora , który może zostać rozwiązany w przyszłości przez wprowadzenie technik opartych na XML , takich jak Wirtualna Dokumentacja Medyczna (vMR).
- Ponieważ jest podzielony na różne kategorie, umożliwia jednoczesne stosowanie różnych operatorów i instrukcji, co prowadzi do niespójności.
- Standard może być napisany w dwóch oddzielnych dokumentach, jeden dla użytkowników do tworzenia MLM składni Arden, a drugi dla programistów kompilatorów składni Arden .
Realizacja techniczna
Kilku programistów użyło kompilatorów opartych na Yacc lub podobnych narzędzi do przetłumaczenia MLM na formę pośrednią, która jest wykonywana później. Inni programiści używają Prologu zarówno do analizowania , interpretacji , jak i optymalizacji MLM poprzez konwersję ich do deklaratywnej formy pojedynczego przypisania. Kompilator open source Arden2ByteCode tłumaczy MLM na kod bajtowy Java , który jest wykonywalny na wirtualnej maszynie Java . Towarzysząca wtyczka do Eclipse o nazwie Arden4Eclipse wspiera programistów MLM za pomocą zintegrowanego środowiska programistycznego (IDE).
Testowanie
Składnia Arden jest testowana pod kątem niezawodności i nieprecyzyjności przy użyciu narzędzi lex i Yacc , które użyte razem tworzą kompilator lub interpreter . Plik źródłowy jest dzielony na tokeny przez lex, a hierarchiczna struktura programu jest znajdowana przez Yacc. Narzędzia te zmniejszają niejasności w składni.
Przykład
konserwacja : tytuł : Aby sprawdzić rozkurczowe ciśnienie krwi pacjenta ;; _ _ _ mlmname : Niedociśnienie ;; arden : wersja 2.7 ;; wersja : 1.00 ;; instytucja : Uniwersytet La Trobe w Bundoora ;; autor : Lakshmi Devineni ;; specjalista : ;; data : 2013-06-02 ;; _ walidacja : testowanie ;; biblioteka : cel : sprawdzenie czy ciśnienie rozkurczowe pacjenta mieści się w granicach ;; _ _ _ wyjaśnienie : Ten MLM jest przykładem odczytywania danych i pisania wiadomości ;; _ _ _ słowa kluczowe : niedociśnienie ; kategoryzacja ;; cytaty : ;; linki : http : //en.wikipedia.org/wiki/Hypotension;; wiedza : typ : data_driven ;; data : /* odczyt rozkurczowego ciśnienia krwi */ diastolic_blood_pressure : = odczyt ostatniego { rozkurczowego ciśnienia krwi }; /* wartość w nawiasach klamrowych jest specyficzna dla Twojego środowiska uruchomieniowego */ /* Jeśli wysokość jest mniejsza niż wysokość_progu, wyświetl komunikat */ diastolic_pressure_threshold : = 60 ; stdout_dest : = miejsce docelowe { stdout }; ;; wywołaj : null_event ;; logika : jeśli ( ciśnienie_rozkurczowe_krwi nie jest liczbą ) , to wniosek fałszywy ; endif ; if ( diastolic_blood_pressure >= diastolic_pressure_threshold ) to wniosek prawdziwy ; w przeciwnym razie wniosek fałszywy ; endif ; ;; działanie : napisz „Twoje rozkurczowe ciśnienie krwi jest za niskie (niedociśnienie)” na stdout_dest ; ;; zasoby : domyślnie : de ;; language : en ' msg ' : "Normalny zakres od 60 do 90" ; ;; język : de ' msg ' : "Der Normalbereich von 60 bis 90" ; ;; koniec :
Struktura
Jednostką reprezentacji w składni Arden jest Medical Logic Module (MLM). Moduł logiki medycznej składa się z czterech kategorii, a mianowicie konserwacja, biblioteka, wiedza i zasoby, z odpowiednimi miejscami. Składnia Arden jest przykładem architektury integracji wiedzy zorientowanej na zasoby wiedzy, w której zasoby wiedzy zarządzają mechanizmami dostarczania systemu wspomagania decyzji klinicznych.
Konserwacja
Ta kategoria zawiera metadane dotyczące MLM. Kategoria konserwacja składa się z pól, które wskazują informacje konserwacyjne niezwiązane z wiedzą medyczną w module. Pierwsze miejsce to tytuł, który zawiera krótki opis modułu, po którym następuje nazwa pliku, odrębny identyfikator używany do określenia MLM. Trzecie miejsce to wersja, która określa używaną wersję. Utrzymuje również śledzenie aktualizacji MLM. Po rubryce wersji następują rubryki instytucji i autora, które określają miejsce napisania MLM oraz osobę, która ją napisała. Szósty slot to slot specjalistyczny, który określa osobę w instytucji odpowiedzialną za walidację i instalację MLM w instytucji. To miejsce ma być zawsze puste podczas przesyłania informacji z jednej instytucji do drugiej. Po tym gnieździe następują pola daty i walidacji, które pokazują datę ostatniej aktualizacji MLM. Poziom walidacji jest ustalany przez specjalistę, wskazuje, że MLM służy tylko do testowania. Te gniazda są używane do konserwacji bazy wiedzy i kontroli zmian.
Biblioteka
Ta kategoria zawiera pięć miejsc o nazwie cel, wyjaśnienie, słowa kluczowe, cytaty i linki. Sekcja celu wyjaśnia, do czego służy konkretny MLM, podczas gdy sekcja wyjaśnienia ilustruje sposób działania MLM. Terminy, których można użyć do przeszukiwania bazy wiedzy MLM, są dostarczane przez miejsce na słowa kluczowe. Miejsca na cytaty i linki są opcjonalne. Odniesienia do literatury wspierającej zachowania medyczne MLM znajdują się w miejscu na cytaty. Specyficzne dla instytucji łącza do innych źródeł informacji, takich jak elektroniczne podręczniki i moduły edukacyjne, znajdują się w miejscu na łącza.
Wiedza
Ta kategoria zawiera aktualną wiedzę medyczną o MLM. Składa się z pól typu, danych, priorytetów, ewokacji, logiki i akcji. Sposób, w jaki używany jest MLM, znany jest po typie slotu. Terminy używane w pozostałej części MLM są definiowane przez slot danych. Jego celem jest oddzielenie tych części MLM, które są specyficzne dla instytucji, od bardziej ogólnych części MLM. Kolejność, w jakiej należy wywołać MLM, jest wskazywana przez priorytet, który może być liczbą od 1 (ostatni) do 99 (pierwszy). Jest to rzadko używane gniazdo opcjonalne. MLM może być aktywowany przez zdarzenie lub przez bezpośrednie połączenie z MLM lub aplikacji, która jest określona przez szczelinę wywołania. Prawdziwy stan medyczny lub reguła do przetestowania jest zawarta w gnieździe logicznym, które może obejmować złożone obliczenia. Przedział akcji tworzy komunikat, który jest wysyłany do podmiotu świadczącego opiekę zdrowotną, na przykład wysyłanie alertu do miejsca docelowego, wywoływanie innych MLM i zwracanie wartości. Przedział pilny jest opcjonalny; może to być liczba od 1 do 99, która wskazuje na ważność akcji lub wiadomości MLM.