DRAKON.SU

Текущее время: Понедельник, 23 Июль, 2018 01:25

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
СообщениеДобавлено: Суббота, 29 Октябрь, 2016 18:47 

Зарегистрирован: Воскресенье, 24 Февраль, 2008 15:32
Сообщения: 3757
Откуда: Москва
Это даже не отклик, а всего лишь упоминание.
http://repo.dma.dp.ua/690/1/66444-138267-1-PB.pdf

Цитата:
Информационные технологии
Technology audit and production reserves — № 2/2(28), 2016 17
ISSN 2226-3780

Дубинский А. Г., Хорольский О. А.
Разработка метода проверки блок-схем медицинских алгоритмов


Обеспечение высокого качества медицинской помощи требует точной и эффективной записи медицинских алгоритмов. Предложен метод для выявления частей схем алгоритмов, которые записаны не в соответствии с государственным стандартом, что допускает их неоднозначное толкование и может стать причиной врачебных ошибок.

Дан алгоритм выявления таких частей, показан пример его применения для обнаружения ошибок.

Ключевые слова: алгоритм, стандарт, блок-схема, клиническое руководство, медицинский стандарт, клинический протокол.

1. Введение

Под руководством Министерства здравоохранения
Украины уже несколько десятилетий ведется работа
по созданию полной базы медико-технологических до-
кументов по стандартизации медицинской помощи.

Новая система представлена тремя типами документов:
унифицированные клинические протоколы медицинской
помощи, стандарты медицинской помощи и адапти-
рованные клинические руководства, рекомендованные
как лучшая клиническая практика.

В настоящее время
в реестре медико-технологических документов собрано
более 170 таких документов, утвержденных МОЗ Украины.

В базе стандартов медицинской помощи отдельно
представлены документы, разработанные до 2012 года,
в основном экспертным методом, т. е. не в соответствии
с принципами доказательной медицины.

Развернутый анализ достигнутых результатов дан в работах [1, 2].

Неотъемлемой частью этих документов являются
алгоритмы, в частности алгоритмы действий врача при
выполнении диагностики и лечении, а также алгоритмы
проведения медицинских манипуляций.

Для эффективного использования этих документов в реальных условиях, недостаточно представить описание алгоритмов в текстовом виде.

Необходимо визуализировать алгоритмы, дать их гра-
фическое представление с помощью схем. Это облегчит по-
нимание алгоритмов и позволит врачу быстро определять,
какие действия следует выполнять на каждом этапе работы с пациентом.

Точная и понятная схема алгоритма должна
способствовать уменьшению частоты врачебных ошибок.


Предварительный анализ схем алгоритмов в утверж-
денных министерством документах медицинских стандар-
тов и протоколов показал, что их создатели не проверяли
результаты своей работы на соответствие требованиям
стандартов составления схем алгоритмов [3].

Поскольку методика разработки и внедрения медицинских стандартов
предусматривает плановый этап обновления медико-тех-
нологических документов, следует выявить несоответствия
в схемах алгоритмов с целью их устранения в будущем.

2.  Анализ литературных данных и постановка задачи

Существует несколько основных стандартов для
графической записи алгоритмов. В постсоветских го-
сударствах традиционно используют так называемые
«блок-схемы», изучаемые как в школьном курсе инфор-
матики, так и в вузовской дисциплине «медицинская
информатика», которые основаны на ГОСТ 19.701-90
«Схемы алгоритмов, программ, данных и систем».

Этот действующий стандарт разработан методом прямого при-
менения международного стандарта ISO 5807-85. Идея
схематической записи алгоритмов получило дальней-
шее развитие в виде универсального языка моделиро-
вания (UML).

UML версии 1.4.2 был принят в 2005 г.
Международной организацией по стандартизации как
стандарт ISO/IEC 19501. В 2012 г. UML версии 2.4.1
принят как стандарт ISO/IEC 19505-1 и 19505-2.

Известны предметно-ориентированные разработки
для алгоритмизации задач в сфере медицины. В первую
очередь это Arden Syntax [4] — язык разметки для
представления и распространения медицинских знаний.

Спецификация Arden Syntax является частью междуна-
родного медицинского стандарта Health Level 7 (HL7)
и используется для кодирования знаний, представ-
ленных в медицинских логических модулях (MLM).

Для клинических руководств разработан компьютерный
формат Guideline Interchange Format (GLIF), который
предназначен для моделирования и совместного исполь-
зования клинических руководств среди медицинских
учреждений. GLIF основан на Arden Syntax. С 2000 г.
используется третья версия — GLIF3 [5].

Следует упомянуть также проект визуального язы-
ка «ДРАКОН», который предлагается использовать
и для записи медицинских алгоритмов [6].


Существующие инструментальные средства вери-
фикации, которые позволяют оценивать корректность
схем алгоритмов, ориентированы в первую очередь на
работу с UML-диаграммами.

Сравнительный анализ
ряда таких инструментов дан, например, в [7]. Короткий
список типичных ошибок, которые можно выявить при
анализе UML-диаграмм приведен в [8].

Модельно ориентированный подход для верифика-
ции клинических руководств, представленных в виде
диаграмм состояний UML дан в [9].

Метод проверки
клинических руководств на соответствие требованиям,
определенным на основе набора шаблонов свойств специ-
фикации, разработан в рамках проекта GLARE (GuideLine
Acquisition, Representation and Execution) в [10].

Схемы алгоритмов, которые приведены в утверж-
денных МОЗ Украины документах, наиболее близки
к блок-схемам действующего ГОСТ 19.701-90.

Авторы статьи полагают, что в настоящее время переходить на
какой-либо другой стандарт нецелесообразно и прежде-
временно.

Необходимо выявить несоответствия этому
стандарту в уже разработанных документах и внести
соответствующие исправления в новых версиях доку-
ментов по стандартизации медицинской помощи.

Их пересмотр и обновление должны выполняться каждые
пять лет, согласно утвержденному графику.

[b]3. Объект, цель и задачи исследования[/b]

Объектом исследования являются схемы алгорит-
мов диагностики и лечения из медико-технологичес-
ких документов по стандартизации медицинской по-
мощи, утвержденных и внедряемых согласно приказам
МОЗ Украины (унифицированные клинические прото-
колы медицинской помощи и адаптированные клини-
ческие руководства, основанные на доказательствах).

Цель исследования — определить способ для выяв-
ления несоответствий (ошибок) в указанных схемах
алгоритмов действующему стандарту.

Для достижения поставленной цели необходимо вы-
полнить такие задачи:

1. Определить наиболее характерные несоответст-
вия (ошибки) в схемах алгоритмов.

2. Составить алгоритм для нахождения несоответ-
ствий (ошибок) в схемах алгоритмов.

3. Проверить адекватность созданного алгоритма.

4.  Алгоритм проверки схем медицинских
алгоритмов

Эмпирический обзор схем медицинских алгорит-
мов, включенных в утвержденные медико-технологи-
ческие документы дает нам такой предварительный
список типичных несоответствий:

— отсутствия символа решения (логического блока, ромба);

— отсутствие терминаторов (начало и конец алгоритма);

— отсутствие линий («висящие» блоки);

— нестандартные символы (блоки);

— неоднозначные описания условий в символах решения.

Следовательно, для проведения детального анализа
необходимо в первую очередь выявлять именно такие несо-
ответствия. Для этого необходимо задать формализованный
метод и описать последовательность (алгоритм) действий.

Для выявления несоответствий в схемах алгоритмов
авторами статьи был подготовлен метод проверки схем
на соответствие требованиям стандарта ГОСТ 19.701-90.

Для записи большинства рассматриваемых алгоритмов
достаточно использовать подмножество символов, опреде-
ленных в стандарте. Это подмножество состоит из таких
трех символов (блоков): процесс, решение и терминатор.

Символы различаются по трем признакам: графическое
начертание, количество входов и выходов, а также ис-
пользованием характерных слов, которые употребляются
в тексте записей внутри символов.

Любое расхождение
между этими наблюдаемыми признаками указывает на
возможность наличия ошибки (несоответствия стандарту)
в этом символе. Фактически здесь следует поочередно про-
верить каждый блок на совпадение указанных признаков.


Алгоритм проверки блок-схемы медицинского алгоритма (псевдокод):

— Начало алгоритма.

— Пронумеровать все блоки (символы процесса и специальные символы).

— Начало цикла по блокам.

      Для каждого блока (символа процесса или специального символа) выполнить:

      1) определить тип блока (символ: процесс, решение,
      терминатор, комментарий, другое).
      ЕСЛИ это нестандартный символ, ТО отметить на-
      личие ошибки;

      2) Определить линии входов и выходов. Подсчитать
      количество входов и выходов;

      3) ЕСЛИ это символ процесса (прямоугольник) ТО
      ЕСЛИ NOT ((текст внутри символа или его коммен-
      тария описывает процесс) AND (в тексте нет слов,
      описывающих решение: «если», когда, в случае, при
      условии и т. п.) AND (в тексте нет слов, описывающих
      цикл: для всех, с каждым, по очереди и т. п.) AND (ко-
      личество выходов = 1)) ТО отметить наличие ошибки.

      4) ЕСЛИ это символ решения (ромб) ТО
      ЕСЛИ NOT ((в тексте определено условие) AND (текст
      не описывает процесс) AND (в тексте нет слов, за-
      дающих циклический оператор) AND (количество
      выходов >= 2) AND (для каждого альтернативного
      выхода есть подпись — значение условия)) ТО от-
      метить наличие ошибки;

      5) ЕСЛИ NOT ((это символ терминатора) AND ((ко-
      личество входов = 0) OR (количество выходов = 0)))
      ТО отметить наличие ошибки.

— Конец цикла по блокам.

— Подсчитать количество символов (блоков), у ко-
торых количество входов = 0.
      ЕСЛИ NOT (количество таких блоков = 1) ТО от-
      метить наличие ошибки в алгоритме.

— Подсчитать количество блоков (символов), у ко-
торых количество выходов = 0.
      ЕСЛИ (количество таких блоков < 1) ТО отметить
      наличие ошибки в алгоритме.

— Проверить каждый блок, в котором подозреваем
наличие ошибки. Подсчитать количество блоков,
в которых найдены ошибки. Определить тип ошибки.
Подсчитать количество ошибок разных типов.

— Конец алгоритма.

При выполнении этого алгоритма необходимо про-
нумеровать все символы (блоки) исследуемой схемы.

Нумерация выполняется вручную в графическом редакто-
ре или в редакторе схем, в котором открываем документ,
содержащий исследуемую схему.

Желательно выполнять
нумерацию вдоль направления потока и в стандартном
направлении (слева направо и сверху вниз).

На рис. 1 дана схема исследуемого в статье алгоритма
проверки схем алгоритма требованиям ГОСТ.

Результаты проверки занесены в таблицу для дальнейшего анализа.

Рис. 1. Алгоритм проверки схем алгоритма требованиям ГОСТ

Алгоритм не предназначен для исправления схем.
Задача статьи — выявление несоответствий в схеме.

Авторы статьи также не занимались анализом полного
текста алгоритма, который приведен в текстах медико-
технологических документов.

5. Результаты применения алгоритма

В 2015/2016 учебном году несколько студентов вто-
рого курса Днепропетровской медицинской академии,
изучающих дисциплину «Медицинская информатика»,
получили задание выполнить по авторской методике
проверку схем алгоритмов из утвержденных медико-
технологических документов.

Эти задания выполнялись в рамках индивидуальной самостоятельной работы,
которая предусмотрена в учебном плане дисциплины.
Постановка задачи по проверке алгоритма обсуждалась
авторами статьи в [11].

На рис. 2 представлен фрагмент схемы алгоритма из
адаптированного клинического руководства для лечения
псориаза [12] после нумерации блоков.

Рис. 2. Фрагмент алгоритма лечения и ухода за пациентами
с псориазом и псориатическим артритом [12]

Результаты выполненной проверки записываем в таб-
лицу для дальнейшего подсчета частот встречаемости
различных ошибок. В табл. 1 показаны записи, сде-
ланные для данного фрагмента алгоритма.

Видно, что проверка прошла успешно только для
одного символа — блока № 7. Все остальные блоки
в данном фрагменте схемы алгоритма получили отметку
о наличии ошибки, которая потом была определена
как одна из типичных ошибок.

Для некоторых блоков отмечены несколько ошибок.
Чаще всего (4 раза) наблюдаем здесь ошибку, когда значение условия записано как процесс, т. е. вместо надписи возле линии текст
помещен в прямоугольник.

Дважды отмечена ошибка,
когда блок решения совмещен с процессом и показан
прямоугольником без записи условия ветвления внутри.

В схемах медицинских алгоритмов в других ис-
следованных документах, выбранных авторами статьи
для проверки, также были обнаружены ошибки. Более
того, несоответствия стандарту были найдены во всех
проверенных схемах алгоритмов.

6.  Обсуждение первых результатов
использования разработанного метода
проверки схем медицинских алгоритмов


Выполненная формализованная проверка подтверди-
ла системный характер несоответствий схем рассматри-
ваемых медицинских алгоритмов действующему ГОСТу.

В большинстве случаев значительное количество блоков
схемы требуют исправлений.

Классификация выявляемых несоответствий (оши-
бок) позволяет отнести практически все из них к одному
из предварительно определенных типов ошибок схем
алгоритмов.

Далее для каждого такого типа ошибок
будут даны рекомендации по изменению схемы алго-
ритма для их исправления.

Подготовленный авторами статьи алгоритм проверки
не требует высокой квалификации исполнителя. Функ-
ционально грамотному исполнителю достаточно лишь
освежить свои знания по теме «алгоритмы» из курса
медицинской информатики.

Исполнителем данного в работе алгоритма является
человек. Автоматизация исполнения не целесообразна, по
той причине, что затраты на приведение схем медицинских
алгоритмов к машинно-читаемому виду вероятно будут
большими из-за непосредственной проверки и исправ-
ления схем этих алгоритмов руками человека.

Задачу автоматизации проверки целесообразно рассматривать
лишь, когда количество подлежащих проверке меди-
цинских стандартов и унифицированных клинических
протоколов будет исчисляться тысячами документов.

Таблица 1
Результаты проверки соответствия фрагмента схемы алгоритма


          № блока Входов Выходов
          усл. 4 (= 1) Тип блока Условие 1
          (процесс)
          Условие 2
          (не решение)
          Условие 3
          (не цикл) Код типичной ошибки
          7 1 1 процесс true true true —
          8 2 2 процесс true true true 3. Процесс вместо решения
          5. Совмещение действий
          9 1 1 процесс false — — 4. Значение записано как процесс
          10 1 3 процесс false — —
          3. Процесс вместо решения
          4. Значение записано как процесс
          9. Иная ошибка
          11 1 0 процесс true true true 2. Нет терминатора «конец»
          6. Нет выхода
          12 1 1 процесс false — — 4. Значение записано как процесс
          13 1 1 процесс true false true 4. Значение записано как процесс

В дальнейшей авторы статьи намерены найти все
несоответствия указанному ГОСТу в схемах алгоритмов
из унифицированных клинических протоколов, при-
нятых в последние годы, которые доступны в реестре
медико-технологических документов по стандартизации
медицинской помощи.

Следующим этапом работы авторов статьи будет
разработка метода для исправления типичных оши-
бок (несоответствий ГОСТ), которые могут быть вы-
явлены данным алгоритмом.

7. Выводы

В результате проведенных исследований:

1. Представлен разработанный алгоритм для нахож-
дения несоответствий (ошибок) в схемах медицинских
алгоритмов.

2. Выполнена проверка созданного алгоритма на
реальных исходных данных. Подтверждена возможность
его применения исполнителями, не являющимися спе-
циалистами в области информационных технологий.

3. Подтверждена эмпирическая оценка частоты обна-
ружения несоответствий. Подтверждено предположение
об ограниченности набора типичных несоответствий.

Литература

1. Ярош, Н. П. Сучасний стан, проблеми стандартизації медич-
ної допомоги та шляхи їх вирішення в умовах реформування
системи охорони здоров’я України [Текст] / Н. П. Ярош,
С. І. Лупей-Ткач // Україна. Здоров’я нації. — 2012. —
№ 1. — С. 95–100.

2. Бліхар, В. Є. Аналіз медико-технологічних документів зі
стандартизації медичної допомоги та обґрунтування шляхів
їх удосконалення [Текст] / В. Є. Бліхар та ін. // Вісник
соціальної гігієни та організації охорони здоров’я України. —
2010. — № 4. — С. 72–80.

3. Дубинский, А. Г. Графическая визуализация медицинских
алгоритмов диагностики и лечения [Текст] / А. Г. Дубин-
ский, О. А. Хорольский // 15 Міжнародна науково-технічна
конференція SAIT 2013 «Системний аналіз та інформаційні
технології». — К.: ННК «IПСА» НТУУ «КПI», 2013.

4. Samwald, M. The Arden Syntax standard for clinical decision
support: Experiences and directions [Text] / M. Samwald, K. Fehre,
J. de Bruin, K.-P. Adlassnig // Journal of Biomedical Informatics.
— 2012. — Vol. 45, № 4. — P. 711–718. doi:10.1016/
j.jbi.2012.02.001

5. Peleg, M. GLIF3: the evolution of a guideline representation
format [Text] / M. Peleg et al. // Proc. of the AMIA Symposium. —
American Medical Informatics Association, 2000. — P. 645–649.

6. Паронджанов, В. Д. Зачем врачу блок-схемы алгоритмов?
Удобный способ представления медицинских знаний и пре-
дотвращения врачебных ошибок. Алгоритмы для эффек-
тивного клинического мышления [Электронный ресурс] /
В. Д. Паронджанов. — М.: Препринт, 2016. — 219 с. — Режим
доступа: \www/URL: http://drakon.su/_media/16._zachem_
vrachu_2016_17_glav_127_risunkov_219_str_literat_200.pdf

7. Литвинов, В. В. Инструментальные средства верификации
моделей программного обеспечения [Текст] / В. В. Литви-
нов, И. В. Богдан, К. С. Сливко // Вісник Чернігівського
державного технологічного університету. Серія: Технічні
науки. — 2013. — № 2. — С. 120–125.

8. Бузовский, О. В. Система верификации графических схем ал-
горитмов и генерации программных кодов [Текст] / О. В. Бу-
зовский, А. В. Алещенко // Проблеми інформатизації та
управління. — 2015. — Т. 2, № 50. — С. 32–35.

9. P rez, B. Authoring and verification of clinical guidelines:
A model driven approach [Text] / B. P rez, I. Porres //
Journal of Biomedical Informatics. — 2010. — Vol. 43, № 4. —
P. 520–536. doi:10.1016/j.jbi.2010.02.009

10. Bottrighi, A. Adopting model checking techniques for clinical
guidelines verification [Text] / A. Bottrighi, L. Giordano,
G. Molino, S. Montani, P. Terenziani, M. Torchio // Artificial
Intelligence in Medicine. — 2010. — Vol. 48, № 1. — P. 1–19.
doi:10.1016/j.artmed.2009.09.003

11. Дубинский, А. Г. Метод проверки блок-схем медицинских
алгоритмов [Электронный ресурс] / А. Г. Дубинский,
О. А. Хорольский // Материалы международной научно-
технической конференции «Информационные технологии
в металлургии и машиностроении». — Днепропетровск:
НМетАУ, 2016. — Режим доступа: \www/URL: http://nmetau.
edu.ua/file/itmm_2016_program.pdf

12. Адаптированное клиническое руководство, основанное на
доказательствах «Псориаз, включая псориатические артро-
патии» [Электронный ресурс]: Приказ МОЗ Украины от
20.11.2015 № 762. — Режим доступа: \www/ URL: http://
http://www.dec.gov.ua/mtd/reestr_r.html

Розробка метода перевірки блок-схем медичних
алгоритмів


Забезпечення високої якості медичної допомоги вимагає
точного та ефективного запису медичних алгоритмів. Запро-
поновано метод для виявлення частин схем алгоритмів, які
записано не відповідно до державного стандарту, що допускає
їх неоднозначне тлумачення та може стати чинником появ-
лення лікарських помилок. Наведено алгоритм знаходження
таких частин, надано приклад його застосування для знахо-
дження помилок.

Ключові слова: алгоритм, стандарт, блок-схема, клінічна
настанова, медичний стандарт, клінічний протокол.

Дубинский Алексей Георгиевич, кандидат технических наук,
доцент, кафедра медико-биологической физики и информа-
тики, Днепропетровская медицинская академия, Украина,
e-mail: dubinsky@ukr.net.

Хорольский Олег Алексеевич, лаборант, кафедра биохимии,
медицинской и фармацевтической химии, Днепропетровская
медицинская академия, Украина.

Дубінський Олексій Георгійович, кандидат технічних наук,
доцент, кафедра медико-біологічної фізики та інформатики,
Дніпропетровська медична академія, Україна.

Хорольський Олег Олексійович, лаборант, кафедра біохімії,
медичної та фармацевтичної хімії, Дніпропетровська медична
академія, Україна.

Dubinsky Alexey, State Establishment «Dnipropetrovsk Medical
Academy», Ukraine, e-mail: dubinsky@ukr.net.

Khorolsky Oleg, State Establishment «Dnipropetrovsk Medical
Academy», Ukraine

Система GLARE http://www.openclinical.org/gmm_glare.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Вся информация, размещаемая участниками на конференции (тексты сообщений, вложения и пр.) © 2008-2018, участники конференции «DRAKON.SU», если специально не оговорено иное.
Администрация не несет ответственности за мнения, стиль и достоверность высказываний участников, равно как и за безопасность материалов, предоставляемых участниками во вложениях.
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB