La sintaxis Arden es un lenguaje de marcado diseñado para representar y compartir conocimiento médico en un formato estandarizado y ejecutable. [ 1 ] Se utiliza principalmente en sistemas de apoyo a la toma de decisiones clínicas [ 2 ] para generar alertas, interpretaciones y gestionar la información presentada a los médicos. Esto permite la aplicación coherente y eficiente del conocimiento clínico y científico dentro y entre las instituciones sanitarias. [ 2 ] Las unidades centrales de representación del conocimiento en la sintaxis Arden son los Módulos de Lógica Médica (MLM) , que contienen la lógica necesaria para tomar una única decisión médica. [ 1 ] Estos MLM se activan mediante monitores de eventos dentro de los sistemas clínicos cuando surgen condiciones específicas.
Por ejemplo, se podría diseñar un sistema de gestión de medicamentos (SGM) para detectar posibles interacciones farmacológicas. Este sistema contendría la lógica necesaria para verificar si un paciente está tomando dos medicamentos que se sabe que interactúan negativamente. Si se cumplen las condiciones (es decir, si el paciente está tomando ambos medicamentos), el SGM podría activar una alerta para el médico, proporcionándole información sobre la interacción y sugiriendo tratamientos alternativos. Otro ejemplo podría ser un SGM diseñado para identificar pacientes con alto riesgo de padecer una determinada afección, como la diabetes. El SGM podría analizar los datos del paciente (por ejemplo, edad, peso, presión arterial) e identificar a aquellos que cumplen los criterios de riesgo, lo que motivaría una investigación más exhaustiva por parte del médico.
La sintaxis Arden era anteriormente un estándar de ASTM , publicado en 1992, y ahora forma parte de Health Level Seven International (HL7). [ 2 ] La versión 2.0 fue publicada por HL7 en 1999, y la versión 3.0 en octubre de 2023. [ 3 ]
Historia
Arden Syntax y sus primeras aplicaciones fueron concebidas y desarrolladas como los principales resultados de un programa conjunto de investigación y desarrollo multimillonario entre el Columbia Presbyterian Medical Center e IBM Health Industry Marketing en Atlanta, Georgia, entre 1989 y 1993. IBM proporcionó la financiación del programa, el hardware del mainframe S/370, el software, el equipo periférico y otros materiales para el trabajo, así como la supervisión de la gestión del programa de colaboración.
El nombre "Arden" proviene de la ubicación de las conferencias y sesiones de trabajo de IBM/CPMC, Arden House, en el condado de Orange, Nueva York , en reconocimiento a los importantes hitos alcanzados allí en el desarrollo y perfeccionamiento de la sintaxis y su implementación. (Originalmente adquirida por Edward Henry Harriman en 1885, la propiedad fue donada a la Universidad de Columbia por su hijo W. Averell Harriman en 1950 tras su uso por la Armada de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial . La casa y los terrenos fueron declarados Monumento Histórico Nacional en 1966 y actualmente funcionan como centro de conferencias). [ 4 ]
En el centro médico Columbia-Presbyterian, se han implementado 40 MLM de sintaxis Arden, de los cuales 18 son MLM clínicos, incluyendo 4 interpretaciones y 14 alertas. Por ejemplo, un usuario recibe alertas de tres MLM sobre la presencia de hipopotasemia y el uso de digoxina que podría provocar arritmia cardíaca . Un MLM se activa al almacenar una orden de farmacia de digoxina , un segundo MLM se activa al almacenar un resultado de potasio en sangre y el tercero se activa al almacenar el nivel de digoxina en sangre. Doce son ejemplos de MLM de investigación, que incluyen la capacidad de identificar pacientes con patología cervical anormal , etc., que notifican al investigador los detalles del historial médico del paciente y su ubicación de hospitalización para inscribir al paciente en un estudio, y los diez restantes son MLM administrativos.
KnowledgeTool, el producto de inteligencia artificial de IBM, sirvió de base para la representación y el procesamiento de la sintaxis MLM, que posteriormente fue mejorada y aplicada por los investigadores del CPMC, los doctores James J. Cimino , George Hripcsak, Steve Johnson, Carol Friedman y otros, bajo la dirección de Paul D. Clayton. En un proyecto relacionado dentro del mismo programa, Peter Ludemann desarrolló otro prototipo de la sintaxis utilizando Quintus Prolog . Terry Rankin, Pete Smith y Eddie Sanders proporcionaron los servicios de gestión de programas y tecnología de IA de IBM.
Usos
La sintaxis de Arden se utiliza cuando:
- Si surge una situación clínicamente importante, como una interacción farmacológica o un resultado de laboratorio peligroso, el proveedor recibe una alerta mediante un mensaje. [ 1 ]
- Una interpretación es un mensaje no urgente diseñado para proporcionar al profesional sanitario información de apoyo, como la interpretación de las pruebas de función hepática .
- Una pantalla es un mensaje que se envía a la investigación clínica cuando los pacientes que cumplen ciertas características, ya sea para un ensayo clínico o por motivos de control de calidad, son admitidos en el hospital. [ 1 ]
- Los mensajes de gestión se utilizan con fines administrativos, como la gestión de la asignación de camas, los ingresos y las altas hospitalarias el mismo día.
Entre sus ventajas se incluyen:
- Forma parte de la organización internacional de estándares Health Level Seven.
- Permite codificar fácilmente varios conceptos médicos importantes. [ 5 ]
- El código está escrito de una manera cercana al lenguaje natural y legible, con varias características sintácticas como el manejo flexible de listas que se pueden filtrar. [ 2 ]
- Se anima a los desarrolladores a documentar y anotar los MLM para producir metadatos extensos según el estándar, lo cual es vital para que las grandes colecciones de MLM sean manejables. [ 2 ]
Ejemplos del mundo real
La sintaxis Arden se utiliza en planes de atención computarizados para el manejo de pacientes después de una cirugía de bypass de arteria coronaria [ 6 ].
El Instituto Regenstrief, una organización internacional de investigación médica sin fines de lucro «reconocida por su papel en la mejora de la calidad de la atención, el aumento de la eficiencia en la prestación de atención médica, la prevención de errores médicos y la mejora de la seguridad del paciente », [ 7 ] utiliza Arden Syntax MLM en su sistema CARE para enviar recordatorios o sugerencias a los médicos sobre las recomendaciones de tratamiento del paciente (por ejemplo, la próxima cita clínica, según las reglas aplicadas a las notas digitalizadas y los datos pertinentes del paciente almacenados en el sistema). Además, el Hospital LDS en Salt Lake City ha contribuido mucho a este estándar y al conjunto de conocimientos. La sección de Investigación de Servicios de Salud Infantil de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana utiliza ampliamente Arden Syntax MLM para controlar el apoyo a la toma de decisiones clínicas dentro del sistema pediátrico de apoyo a la toma de decisiones clínicas CHICA (Child Health Improvement through Computer Automation), un CDS ambulatorio que ha estado funcionando en los sistemas de salud del área de Indianápolis durante 11 años. [ 8 ] Arden Syntax está implementado en el hospital LDS, Salt Lake City, Utah, utilizando el sistema HELP. [ 9 ]
Un sistema de apoyo a la toma de decisiones médicas en la Universidad de Linkoping comprende una base de datos clínica, un diccionario de base de datos médica y un componente de base de conocimiento . La sintaxis para la base de conocimiento es la sintaxis Arden. [ 10 ] El grupo de Samwald et al. desarrolló muchos sistemas de apoyo a la toma de decisiones clínicas utilizando el estándar de sintaxis Arden, que van desde unos pocos hasta varias docenas de MLM. Estos sistemas son Hepaxpert, [ 11 ] Thyrexpert, [ 12 ] Toxopert [ 13 ] y RHEUMexpert. [ 14 ] El sistema Hepaxpert ayuda en la interpretación de los resultados de las pruebas serológicas de hepatitis , mientras que el sistema Thyrexpert ayuda en la interpretación de los resultados de las pruebas de hormona tiroidea. El sistema Toxopert ayuda en la interpretación de secuencias temporales de los resultados de las pruebas serológicas de toxoplasmosis . RHEUMexpert ofrece apoyo a la toma de decisiones para el diagnóstico diferencial en reumatología . [ 2 ]
Características
Razón fundamental
La sintaxis ofrece a los usuarios potenciales ayuda para decidir si el estándar es apropiado para sus propósitos. Proporciona a usuarios e implementadores conocimiento sobre cómo se diseñaron las partes del estándar para su uso. También ofrece a los autores de otros estándares una perspectiva que podría ser útil en sus propios intentos de diseñar nuevos lenguajes en el futuro. [ 15 ]
Sintaxis difusa de Arden
El objetivo principal de la sintaxis Arden difusa es proporcionar un método sencillo para el procesamiento de datos inciertos que aparecen habitualmente en medicina. La sintaxis Arden difusa incorpora nuevos conceptos para facilitar el procesamiento de información que puede no estar completamente definida. [ 16 ] Por ejemplo, se ha utilizado lógica difusa en la base de conocimiento del sistema Moni-ICU del instituto clínico de higiene hospitalaria del hospital general de Viena. Se trata de un sistema que detecta y monitoriza constantemente las infecciones nosocomiales . [ 2 ] El uso de lógica difusa en la base de conocimiento proporciona a los médicos información más precisa sobre el grado de presencia de infecciones nosocomiales, lo que ayuda a reconocer casos límite y permite la detección temprana del inicio y la remisión de una infección. [ 2 ]
Limitaciones
- Los problemas relacionados con la adopción de la sintaxis Arden son el "problema de las llaves" [ 17 ] y el problema del compilador , que podrían resolverse en el futuro mediante la introducción de técnicas basadas en XML como el Registro Médico Virtual (vMR). [ 18 ]
- Dado que está dividido en varias categorías, permite el uso simultáneo de diversos operadores y sentencias, lo que genera inconsistencias.
- El estándar podría estar escrito en dos documentos separados, uno para que los usuarios desarrollen MLM de sintaxis Arden y el otro para los desarrolladores de compiladores de sintaxis Arden . [ 2 ]
Implementación técnica
Varios desarrolladores han utilizado compiladores basados en Yacc o herramientas similares para traducir los MLM a una forma intermedia que se ejecuta posteriormente. Otros desarrolladores utilizan Prolog tanto para el análisis como para la interpretación y la optimización de los MLM convirtiéndolos a una forma declarativa de asignación única. [ 15 ] El compilador de código abierto Arden2ByteCode traduce los MLM a Java Bytecode que se puede ejecutar en la Máquina Virtual de Java . [ 19 ] El complemento que lo acompaña para Eclipse , llamado Arden4Eclipse, proporciona a los desarrolladores de MLM un entorno de desarrollo integrado (IDE).
Pruebas
La sintaxis de Arden se prueba para comprobar su fiabilidad e imprecisión mediante las herramientas lex y Yacc , que, al usarse conjuntamente, crean un compilador o intérprete . lex divide el archivo fuente en tokens y Yacc determina la estructura jerárquica del programa . Estas herramientas reducen las ambigüedades sintácticas. [ 9 ]
Ejemplo
mantenimiento : título : Para comprobar la presión arterial diastólica del paciente ;; mlmname : Hipotensión ;; arden : versión 2.7 ;; versión : 1.00 ;; institución : Universidad La Trobe Bundoora ;; autor : Lakshmi Devineni ;; especialista : ;; fecha : 2013-06-02 ;; validación : prueba ;; biblioteca : propósito : comprobar si la presión arterial diastólica del paciente está dentro de los límites ;; explicación : Este MLM es un ejemplo para leer datos y escribir un mensaje ;; palabras clave : hipotensión ; categorización ;; citas : ;; enlaces : http://en.wikipedia.org/wiki/Hypotension ;; conocimiento : tipo : basado en datos ;; datos : / * leer la presión arterial diastólica */ diastolic_blood_pressure : = leer la última { presión arterial diastólica }; /* el valor entre llaves es específico de su entorno de ejecución */ /* Si la altura es menor que height_threshold, muestre un mensaje */ diastolic_pressure_threshold : = 60 ; stdout_dest : = destination { stdout }; ;; evoke : null_event ;; logic : if ( diastolic_blood_pressure is not number ) then declare false ; endif ; if ( diastolic_blood_pressure >= diastolic_pressure_threshold )entonces concluir verdadero ; de lo contrario concluir falso ; fin si ; ;; acción : escribir "Su presión arterial diastólica es demasiado baja (hipotensión)" en stdout_dest ; ;; recursos : predeterminado : de ;; idioma : en ' msg ' : "El rango normal de 60 a 90" ; ;; idioma : de ' msg ' : "Der Normalbereich von 60 bis 90" ; ;; fin :Estructura
La unidad de representación en la sintaxis Arden es el Módulo de Lógica Médica (MLM). [ 20 ] Un Módulo de Lógica Médica se compone de cuatro categorías, a saber, mantenimiento, biblioteca, conocimiento y recursos, con ranuras apropiadas. [ 2 ] La sintaxis Arden es una instancia de una Arquitectura de Integración de Conocimiento Centrada en Recursos de Conocimiento, donde los recursos de conocimiento controlan los mecanismos de entrega del sistema de apoyo a la toma de decisiones clínicas. [ 21 ]
Mantenimiento
Esta categoría contiene metadatos sobre el MLM. La categoría de mantenimiento consta de ranuras que indican información de mantenimiento no relacionada con el conocimiento médico del módulo. [ 22 ] La primera ranura es el título, que proporciona una breve descripción del módulo, seguida de un nombre de archivo, un identificador único utilizado para especificar el MLM. La tercera ranura es la versión, que especifica la versión utilizada. También mantiene un registro de las actualizaciones de los MLM. Una ranura de versión va seguida de ranuras de institución y autor que especifican dónde se escribió el MLM y la persona que lo escribió. [ 1 ] La sexta ranura es la ranura del especialista, que nombra a la persona de la institución responsable de validar e instalar el MLM en la institución. Esta ranura siempre debe estar en blanco cuando se transfiere información de una institución a otra. [ 9 ] Esta ranura va seguida de ranuras de fecha y validación, que muestran la fecha en que se actualizó el MLM por última vez. El nivel de validación lo establece el especialista e indica que el MLM solo se utiliza para pruebas. [ 1 ] Estas ranuras se utilizan para el mantenimiento de la base de conocimientos y el control de cambios. [ 18 ]
Biblioteca
Esta categoría contiene cinco espacios denominados propósito, explicación, palabras clave, citas y enlaces. El espacio de propósito explica para qué se utiliza un MLM en particular, mientras que el espacio de explicación ilustra cómo funciona un MLM. El espacio de palabras clave proporciona términos que se pueden usar para buscar en una base de conocimientos sobre MLM. Los espacios de citas y enlaces son opcionales. Las referencias a la literatura que respalda el comportamiento médico del MLM se incluyen en el espacio de citas. Los enlaces específicos de la institución a otras fuentes de información, como libros de texto electrónicos y módulos educativos, se incluyen en el espacio de enlaces. [ 1 ]
Conocimiento
Esta categoría contiene el conocimiento médico real del MLM. Consta de ranuras de tipo, datos, prioridad, evocación, lógica y acción. La forma en que se utiliza el MLM se conoce mediante la ranura de tipo. Los términos utilizados en el resto del MLM se definen mediante la ranura de datos. Su objetivo es separar las partes del MLM que son específicas de una institución de las partes más genéricas del MLM. El orden en que se debe invocar el MLM se indica mediante la prioridad, que puede ser un número del 1 (último) al 99 (primero). Es una ranura opcional de uso poco frecuente. Un MLM puede activarse mediante un evento o mediante una llamada directa desde un MLM o un programa de aplicación que se especifica mediante la ranura de evocación. [ 1 ] Una condición médica real o regla para probar se encuentra en la ranura de lógica, que puede incluir cálculos compuestos. [ 9 ] La ranura de acción crea un mensaje que se envía al proveedor de atención médica, como enviar una alerta al destino, evocar otros MLM y devolver valores. La ranura de urgencia es opcional; Puede ser un número del 1 al 99 que indica la importancia de una acción o mensaje de MLM. [ 1 ]
Véase también
Referencias
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