大數(shù)據(jù)技術(shù)在兒科臨床合理用藥中的應(yīng)用初探.pdf

1、合理用藥是指安全、有效、經(jīng)濟(jì)地使用藥物。兒童作為一個(gè)特殊的群體，身體各方面的器官和生理功能尚未發(fā)育成熟，藥物代謝能力較為脆弱，容易出現(xiàn)不良反應(yīng)等用藥風(fēng)險(xiǎn)，為此需要特別重視兒童合理用藥問題。然而，目前兒科臨床的不合理用藥問題仍比較突出，一方面在于兒童用藥中適宜的品種、劑型和規(guī)格較為缺乏，另一方面在于臨床用藥實(shí)踐中存在超說明書用藥等不規(guī)范現(xiàn)象，給兒童合理用藥帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。
　　隨著醫(yī)院信息化的深入，一些醫(yī)院已開始使用合理用藥決策支持軟

2、件對兒科用藥進(jìn)行審查，以減少用藥錯(cuò)誤。這些軟件以臨床用藥資料為基礎(chǔ)所構(gòu)建的藥物信息平臺，通過制定用藥審核規(guī)則對用藥行為進(jìn)行規(guī)范審核和風(fēng)險(xiǎn)提示。然而，由于兒童臨床用藥資料缺失導(dǎo)致用藥信息的準(zhǔn)確性、可靠性、全面性難以得到保障，且這些系統(tǒng)的審核規(guī)則智能化程度不高，判斷規(guī)則缺乏靈活性，因此在臨床使用中出現(xiàn)的無效警示比例較高，使醫(yī)生對警示信息的依從性下降，降低合理用藥軟件的作用。
　　目的:本研究擬通過案例分析已有合理用藥軟件在兒科醫(yī)院的應(yīng)

3、用情況，總結(jié)兒科醫(yī)院使用此類軟件存在的問題。在此基礎(chǔ)上，探索大數(shù)據(jù)技術(shù)在兒童合理用藥中的應(yīng)用，進(jìn)而提出基于處方大數(shù)據(jù)的兒童合理用藥風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，為保障兒童合理用藥提供決策支持。
　　方法:本文提出一個(gè)基于處方大數(shù)據(jù)的兒童合理用藥評價(jià)平臺，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)自動建立用藥知識庫，通過人工智能技術(shù)自動學(xué)習(xí)醫(yī)生的用藥模式，著重研究兒童用藥劑量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持、兒童藥品聯(lián)用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持兩個(gè)典型應(yīng)用。為醫(yī)生開方提供合理用藥依據(jù)，也為藥

4、師審方提供決策支持。
　　兒童用藥劑量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持部分，以兩家三甲醫(yī)院兒科處方大數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用Apache Spark分布式計(jì)算框架提取不同藥品的用藥劑量歷史記錄，以及其對應(yīng)的患兒生理信息、適應(yīng)癥類型、合并用藥種類等相關(guān)特征因素。使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和集成學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)庫MLlib建立不同藥品的用藥劑量關(guān)于上述特征因素的混合預(yù)測模型，在此基礎(chǔ)上對新的處方用藥劑量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，從而為醫(yī)生開方和藥師審方提供決策依據(jù)。

5、
　　兒童藥品聯(lián)用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持部分，以兩家三甲醫(yī)院兒科處方大數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用Apache Spark分布式計(jì)算框架提取不同藥品的用藥頻率、聯(lián)用歷史等用藥信息。使用知識圖譜等人工智能技術(shù)，基于圖模型計(jì)算庫GraphX建立不同藥品之間聯(lián)用的概率圖模型，在此基礎(chǔ)上利用子圖搜索算法，對新的處方中的藥品聯(lián)用進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，從而為醫(yī)生開方和藥師審方提供決策依據(jù)。
　　結(jié)果:通過對兩家三甲醫(yī)院兒科處方大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理后，分別得到2

6、54824條和4508331條用藥記錄。在兒童用藥劑量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持方面，所提出的模型在兩個(gè)數(shù)據(jù)集上的劑量預(yù)測誤差約為12.5％和21.3％，能夠較為準(zhǔn)確地對不同年齡體重、適應(yīng)癥、合并用藥情況下的患兒用藥劑量進(jìn)行預(yù)測。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的問題處方用藥劑量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果達(dá)到96.3％的召回率，能夠較靈敏地發(fā)現(xiàn)不合理用藥劑量。在兒童藥品聯(lián)用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和決策支持方面，所提出模型在兩個(gè)數(shù)據(jù)集上分別構(gòu)建了包含376個(gè)節(jié)點(diǎn)和460個(gè)節(jié)點(diǎn)的藥品聯(lián)用知識圖

7、譜?；谧訄D搜索算法對藥品聯(lián)用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，其準(zhǔn)確率均高于99.8％，能夠較準(zhǔn)確地判斷不同藥品聯(lián)用模式是否存在風(fēng)險(xiǎn)。
　　結(jié)論:電子處方大數(shù)據(jù)覆蓋了患者在醫(yī)院診斷治療過程的詳細(xì)記錄，蘊(yùn)含了醫(yī)生和藥師在臨床用藥實(shí)踐中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，對理解、預(yù)測和評價(jià)兒科醫(yī)院的臨床用藥模式和用藥風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法，能夠有效提取與合理用藥相關(guān)的影響因素，自動建立用藥知識庫，主動學(xué)習(xí)醫(yī)生的用藥劑量模式和藥品之間的聯(lián)用模式，從而構(gòu)建