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医疗临床路径挖掘方法研究与应用

作　者: 韩冰宁
导　师: 姜丽红
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 流程挖掘临床路径流程建模孤立点检测
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 68次
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内容摘要

目前,为了提高医院内部管理及对外服务的水平,医疗标准临床路径的建立和管理成为了医疗领域改革的研究重点。现有的医疗临床路径挖掘方法基于医疗信息系统的事件日志中的流程控制属性,通过挖掘事件日志中医疗活动间的相互关系得到特定病种的标准临床路径。由于参考了特定病种全部的事件日志信息,传统挖掘方法得到的临床路径针对的是该病种的通用诊疗过程,无法针对不同病患的特点给出适应的治疗方案。同时,异常临床路径实例检测使用聚类方法找出医疗数据中的孤立点,以此判定异常的临床路径实例,对于医疗数据相近又与正常情况存在差异的群体异常识别性较差。本文从临床实例的医疗数据特征出发,提出了临床路径集的概念,根据事件日志中医疗数据属性的分布,划分不同特征的临床实例,分组挖掘得到对应的临床路径,最终合并得到特定病种的临床路径集,为不同医疗数据特征的临床实例提供了有针对性的临床路径。针对异常医疗临床路径实例的特征,本文根据临床路径集的分类思想给出孤立聚簇的概念和对应的检测算法,提出基于临床路径集的异常临床路径实例检测方法,实现了对群体性异常实例的检测。本文的研究工作主要包括以下三个方面:(1)针对临床路径挖掘结果单一的具体情况,本文设计基于临床路径集的医疗临床路径框架,该框架在原有临床路径挖掘方法的基础上增加了基于医疗数据的事件日志分类预处理,明确不同特征的临床实例间的区别,增强了临床路径的针对性。(2)结合医疗临床路径的特征及流程建模的相关理论,提出了基于流程挖掘技术的临床路径集模型,选定事件日志中的医疗数据作为分类依据并且根据数据的分布情况划分临床路径实例,使用流程挖掘技术分组挖掘对应的临床路径,由分组的临床路径合并得到临床路径集,并给出了临床路径集的数据元模型定义。(3)基于临床路径集的医疗数据分类概念,结合路径一致性检测与孤立聚簇检测提出异常医疗临床路径实例的检测方法。检测方法使用路径一致性比对检测临床路径实例与临床路径集中类似医疗数据特性的诊疗流程是否存在差异;基于医疗数据的特征分类,通过选定事件日志中的医疗数据,检测该数据空间内的孤立点和孤立聚簇,识别存在医疗诊断流程异常或是存在异常医疗数据和操作的临床路径实例。最后,基于ProM框架设计开发了医疗临床路径集挖掘和异常医疗临床路径实例检测的插件,并通过医院实际的临床实例数据进行验证。结果表明,本文使用流程挖掘技术提出的临床路径集模型为医疗信息系统的临床路径挖掘设计和应用提供了一种有效的解决方案。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-19
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 流程挖掘的研究现状  13-16
    1.2.2 临床路径的研究现状  16-17
  1.3 主要研究内容  17
  1.4 论文组织结构  17-18
  1.5 本章小结  18-19
2 基于临床路径集的医疗临床路径研究  19-27
  2.1 临床路径集挖掘及应用的整体框架  19-20
  2.2 临床路径集挖掘方法  20-23
    2.2.1 临床路径建模  20-22
    2.2.2 临床路径特征  22
    2.2.3 临床路径集挖掘结构  22-23
  2.3 基于临床路径集的异常临床路径实例检测方法  23-26
    2.3.1 孤立点的概念  23-24
    2.3.2 孤立点检测算法  24-25
    2.3.3 异常临床路径实例检测  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3 基于临床路径集的医疗临床路径挖掘设计  27-43
  3.1 临床路径集的基本思路  27
  3.2 针对临床实例的事件日志预处理  27-35
    3.2.1 事件日志定义  28-29
    3.2.2 事件日志格式  29-30
    3.2.3 事件日志预处理过程  30-33
    3.2.4 分类属性的分类标准  33-34
    3.2.5 非数据属性的数据化处理  34-35
  3.3 基于流程挖掘的临床路径集模型设计  35-42
    3.2.1 临床路径集的形式化定义  35-36
    3.2.2 临床路径集的模型构建  36-39
    3.2.3 临床路径集的路径合并  39-40
    3.2.4 临床路径集的模型元数据设计  40-42
  3.4 本章小结  42-43
4 异常临床路径实例检测方法设计  43-51
  4.1 临床路径实例的异常分析  43
  4.2 孤立聚簇的定义  43-44
  4.3 检测方法框架  44-45
  4.4 异常临床路径实例检测方法流程  45-46
  4.5 异常实例检测中的孤立聚簇检测算法  46-48
  4.6 算法分析和有效性验证  48-50
  4.7 本章小结  50-51
5 基于ProM 框架的原型插件开发与验证  51-69
  5.1 ProM 框架介绍  51-52
  5.2 插件开发设计和实现  52-59
    5.2.1 事件日志预处理  54-55
    5.2.2 临床路径挖掘设计  55-57
    5.2.3 异常实例检测设计  57-59
  5.3 应用场景和验证分析  59-67
    5.3.1 事件日志处理  60-62
    5.3.2 基于事件日志的临床路径集建模  62-63
    5.3.3 异常临床路径实例检测  63-65
    5.3.4 结果验证和讨论  65-67
  5.4 临床路径挖掘方法比较和分析  67-68
  5.5 本章小结  68-69
6 总结与展望  69-71
  6.1 主要研究工作总结  69-70
  6.2 未来工作展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表的学术论文目录  75

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