Repräsentation des medizinischen Wissens

Definitorisches Wissen

Beispiele

Beispiel 1 (hinweisend):

WENN Amylasespiegel im Serum erhöhtDANN akute PankreatitisMIT (λA = sehr oft [μA = 0.90], λB = stark [μB = 0.70]).

Beispiel 2 (notwendig und hinreichend):WENN chronische Polyarthritis und

Splenomegalie undLeukopenie unter 4 Giga/l

DANN Felty SyndromMIT (λA = immer [μA = 1.00], λB = beweisend [μB = 1.00]).

Kausales Wissen

Statistisches und Erfahrungswissen

Evoking Strength

• Ganzzahliger Wert zwischen 0 und 5• Wie stark weist e1 auf e2 hin?• P(e2|e1)• Positive Vorhersagekraft

Evoking Strength Bedeutung (e1 weist auf e2 hin) Prozent-Intervall0 Unbekannter Zusammenhang1 Selten < 6%2 Manchmal 6%–35%3 Oft 36%–65%4 Meistens 66%–97%5 Fast immer > 97%

Frequency

• Ganzzahliger Wert zwischen 1 und 5• Wie häufig kommt e1 bei e2 vor?• P(e1|e2)• Sensitivität

Frequency Bedeutung (e1 kommt bei e2 vor) Prozent-Intervall1 Selten < 6%2 Manchmal 6%–35%3 Oft 36%–65%4 Meistens 66%–97%5 Fast immer > 97%

Link Bedeutung von d1 <Link> d2 Beispiel

causes d1 verursacht d2, wobei der Mechanismus wohl bekannt ist.

Insulinom verursacht Hypoglykämie.

precedes d1 tritt zeitlich vor d2 auf mit signifikanter Verzögerung (Monate, Jahr, …).

Eine akute virale Hepatitis tritt vor dem Beginn einer chronischen Hepatitis auf.

predisposes to Wenn d1 vorhanden ist, ist es für d2 leichter, sich zu entwickeln, obwohl kein kausaler Zusammenhang dafür bekannt ist.

Diabetes mellitus fördert den Ausbruch von Cholelithiasis.

coincides with d1 und d2 treten mit großer Wahrscheinlichkeit gemeinsam auf, obwohl kein spezifischer Zusammenhang dafür bekannt ist.

Perniziöse Anämie und Hashimoto’s Thyroiditis können gemeinsam auftreten.

includes as a component

Die Multisystemkrankheit d1 enthält die Krankheit d2, die als eigene Krankheit definiert ist.

Diabetes mellitus ist die systemische Komponente von diabetischer Nephropathie.

equivalent Zwei klinisch verschiedene Formen der gleichen Krankheit können auftreten, wobei zu einem Zeitpunkt nur eine auftritt.

Ein Karzinom im Körper oder Schwanz des Pankreas ist nur eine anatomische Variation eines Karzinomes vom Kopf des Pankreas.

Wissensbasierte Interpretation von

Hepatitis-A-, -B- und -C-Serologie-Befunden

Klaus-Peter Adlassnig&

Wolfgang Horak

Institut fürMedizinische Experten- und Wissensbasierte

SystemeBesondere Einrichtung für Medizinische Statistik

und InformatikMedizinische Universität Wien

Fields, B.N. et al. (1996) Fields virology. Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia.

HEPAXPERT-I: Vorversion

HEPAXPERT-I:Automatische Interpretation von

Hepatitis-A- und -B-Serologie-Befunden

Klaus-Peter Adlassnig, Wolfgang Horak

Institut für Medizinische ComputerwissenschaftenMedizinische Fakultät der Universität Wien

Ziel

• Automatische Interpretation von– Hepatitis-A-Serologie Anti-HAV, IgM-anti-HAV, HAV im Stuhl– Hepatitis-B-Serologie HBsAg, Anti-HBs, Anti-HBc, IgM-anti-HBc, HBeAg, Anti-HBe

• ohne zusätzliche Daten der Krankengeschichte, biochemische oder

klinische Daten

Ausgangspunkt

• Qualitative serologische Testergebnisse– positiv, negativ, grenzwertig, nicht untersucht

⇒ 64 mögliche Befundmuster für Hepatitis-A-Serologie⇒ 4096 mögliche Befundmuster für Hepatitis-B-Serologie

• Vier natürliche Kategorien– keine Daten– unzureichende Daten– inkonsistente Befunde– klinisch relevante Befunde

Allgemeiner Ansatz

• Vergleichdes aktuellen serologischen Befundmusters eines Patienten

• mitjenen serologischen Mustern, die im Verlauf von Hepatitis-A- oder -B-Virusinfektionen auftreten können

Possible Courses

• Hepatitis A– natural course– possible passive immunization

• Hepatitis B– four acute courses– four chronic courses– possible active immunization– possible passive immunization

noch keinHAV Kontakt

Inkubation akute Hepatitis Rekonvaleszenz Immunität

Infektion

0 1 2 3 Monate .. Jahre ..

HAV (Stuhl)Anti - HAV

IgM-anti-HAV

noch keinHBV Kontakt

Inkubation akute Hepatitis Rekonvaleszenz Immunität

Infektion

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Monate 12 .. Jahre ..

HBsAgAnti-HBe

IgM-anti-HBc

HBeAgAnti-HBs

IgM-anti-HBc

Anti-HBc

Anti-HBcAnti-HBe

Anti-HBs

IgM-anti-HBc

HBsAgAnti-HBe

HBsAgAnti-HBe

Anti-HBsHBeAg

Anti-HBc

Anti-HBsHBeAg

Anti-HBcIgM-anti-HBc

HBsAgHBeAg

I

II

III

IV

noch keinHBV Kontakt Inkubation akute

Hepatitis

Infektion

0 1 2 3 4 5 Jahre 6

HBsAg

IgM-anti-HBc

HBeAg

IgM-anti-HBc

Anti-HBc

Anti-HBcAnti-HBe

IgM-anti-HBc

HBsAgAnti-HBe

HBsAgAnti-HBe

HBeAgAnti-HBc

HBeAgAnti-HBc

IgM-anti-HBc

HBsAgHBeAg

I

II

III

IV

persistierende Hepatitis B Virusinfektion

IgM-anti-HBc

HBeAg Anti-HBe

IgM-anti-HBc

Methode

• Auswahl von Klassen von Befundmusternmit derselben klinischen Interpretation

• Formulierung von medizinisch exakten und umfassenden Interpretationstexten,

mit Analyse hinsichtlich einer möglichen Virusexposition, Immunität, Krankheitsstadien, Prognose und Infektiosität

Hepatitis A Befundmuster

1 Muster interpretiert durch

1 Regel

7 Muster interpretiert durch

1 Regel

9 Muster interpretiert durch

2 Regeln

47 Muster interpretiert durch

97 Regeln

64 Muster

keineDaten

unzureichendeDaten

inkonsistenteDaten

klinisch relevanteDaten

Regel zur Interpretationvon keinen Daten

Anti-HAV IgM-anti-HAV HAV (Stuhl) • • •

DANN

REGEL 1:

WENN

Hinsichtlich Hepatitis-A-Serologie wurde kein Befund erhoben.

Regel zur Interpretation vonunzureichenden Daten

Anti-HAV IgM-anti-HAV HAV (Stuhl) ±

• •

± • ±

•

± • ± •

±

WENN

REGEL 2:

DANN

Der Befund ist zuwenig aussagekräftig, um hinsichtlich Hepatitis A eine sichereInterpretation zuzulassen.

Regel zur Interpretation voninkonsistenten Befunden

Anti-HAV IgM-anti-HAV HAV (Stuhl) + − −

REGEL 4:

WENN

DANN

Der Befund enthält Widersprüche, da bei positivem Nachweis von Hepatitis-A-Virenim Stuhl und Anti-HAV-Antikörpern im Serum auch die IgM-anti-HAV-Antikörperpositiv sein müßten. Rücksprache mit dem Laborleiter wird empfohlen.

Regel zur Interpretation vonklinisch relevanten Befunden

Anti-HAV IgM-anti-HAV HAV (Stuhl) + + •

± • +

+ +

DANN

REGEL 8:

WENN

Der positive Nachweis von Hepatitis-A-Viren im Stuhl zusammen mit Anti-HAV-Antikörpern im Serum beweist die rezente Hepatitis-A-Virusinfektion. Diese kann klinisch als akute ikterische oder anikterische Hepatitis oder als stille Feiung in Erscheinung treten. Der Stuhl des Patienten ist infektiös.

Hepatitis B Befundmuster

1 Muster interpretiert durch

1 Regel

63 Muster interpretiert durch

1 Regel

1.296 Muster interpretiert durch

7 Regeln

2.736 Muster interpretiert durch

97 Regeln

4.096 Muster

keineDaten

unzureichendeDaten

inkonsistenteDaten

klinisch relevanteDaten

Regel zur Interpretationvon keinen Daten

REGEL 1:

WENN

DANN

Hinsichtlich Hepatitis-B-Serologie wurde kein Befund erhoben.

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg Anti-HBe • • • • • •

Regel zur Interpretation vonunzureichenden Daten

REGEL 2:

WENN

DANN

Der Befund ist zuwenig aussagekräftig, um hinsichtlich Hepatitis B eine sichereInterpretation zuzulassen.

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg Anti-HBe ± • • • • •

± • ± • • • •

± • ± •

± •

• •

± • ± • ± •

± • •

± • ± • ± • ± • ±

•

± • ± • ± • ± • ± • ±

Regel zur Interpretation voninkonsistenten Befunden

REGEL 3:

WENN

DANN

Das Befundmuster enthält Widersprüche, da definitionsgemäß bei Vorliegen vonIgM anti-HBc-Antikörpern auch die Anti-HBc-Gesamtantikörper positiv sein müssten.Neueinsendung von Untersuchungsmaterial bzw. Rücksprache mit dem Laborleiter wird empfohlen.

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg Anti-HBe + • − ±

+ − ± • + − ± •

− ± − ±

+ +

+ − ± • − ± •

− ± • − ± •

One of the Rules to Interpret Clinically Relevant Findings

(rule premises form equivalent classes)

RULE 103:

IF one of the following 100 combinations

THEN

HBsAg anti-HBs anti-HBc IgM anti-HBc HBeAg anti-HBe + • + •

+ +

− ± + •

− ± • + − ± •

+ +

− ± • + − ± •

The simultaneous occurrence of HBe-antigen and anti-HBs antibodies is a rare event in the natural course of a hepatitis B virus infection. This constellation of findings may be attributed to one of the following causes: (a) circulating HBsAg-anti-HBs immune complexes, (b) hepatitis B virus infection coinciding with a hepatitis B vaccination or injection of HB-hyperimmune globulin, or (c) reinfection with a hepatitis virus B with a different HBsAg subtype. Blood and secretions (saliva, sperm, breast milk) of such patients are to be regarded as infectious.

AGN: keine Daten,AGU: unzureichende Daten,AGI: inkonsistente Befunde,AGR: klinisch relevante Befundewobei„+“ = „positiv“, „–“= „negativ“, „±“ = „grenzwertig“ und „•“ = nicht untersucht

Gruppen- Nummer

Gruppen- Name

anti-HAV IgM- anti-HAV

HAV (Stuhl)

InkonsistenteBefunde

Regel- nummer

1 AGN + − ± • • • Nein 1 2 AGU1 ± ± • ± • Nein 2 3 AGU2 • ± • ± • Nein 2 4 AGU3 • • ± Nein 2 5 AGI1 − ± + + − ± • Ja 3 6 AGI2 + − + Ja 4 7 AGR1 − − ± • − ± • Nein 5 8 AGR2 ± • − − ± • Nein 6 9 AGR3 − ± • + Nein 7

10 AGR4 − ± • − + Nein 7 11 AGR5 + ± • + Nein 8 12 AGR6 + • + + Nein 8 13 AGR7 + • + − ± • Nein 9 14 AGR8 + − − ± • Nein 10 15 AGR9 + ± • − ± • Nein 11 16 AGR10 ± • ± • + Nein 12 17 AGR11 ± • ± • − Nein 13

Gruppen- nummer

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Inkonsistente Befunde

Regel- nummer

1 BGN • • • • • • Nein 1 2 BGU1 ± ± • ± • ± • ± • ± • Nein 2 3 BGU2 • ± ± • ± • ± • ± • Nein 2 4 BGU3 • • ± ± • ± • ± • Nein 2 5 BGU4 • • • ± ± • ± • Nein 2 6 BGU5 • • • • ± ± • Nein 2 7 BGU6 • • • • • ± Nein 2 8 BGI1 + − ± • + − ± • − ± + + − ± • − ± • Ja 3 9 BGI2 − ± + − ± • − ± + − ± • − ± • Ja 3

10 BGI3 − ± + − ± • + − ± • + + − ± • Ja 4 11 BGI4 − ± + − ± • − ± − ± • + − ± • Ja 4 12 BGI5 + − ± • − ± − ± • + − ± • + Ja 5 13 BGI6 − ± + − ± • − ± − ± • − ± • + Ja 5 14 BGI7 − ± + − ± • − ± + + − ± • Ja 6 15 BGI8 + − ± • − ± + + − ± • + Ja 7 16 BGI9 − ± + − ± • − ± + − ± • + Ja 7 17 BGI10 − ± + − ± • − ± − ± • + + Ja 8 18 BGI11 − ± + − ± • − ± + + + Ja 9 19 BGR1 − ± • ± • ± • − ± • ± • Nein 10 20 BGR2 − − ± • ± • − ± • ± • Nein 11 21 BGR3 − ± • ± • ± • − ± • − Nein 12 22 BGR4 ± • ± • ± • ± • − ± • Nein 13 23 BGR5 ± • ± • ± • ± • ± • − Nein 14 24 BGR6 ± • ± • ± • ± • − − Nein 15 25 BGR7 ± • − ± • ± • ± • − ± • Nein 16 26 BGR8 ± • − ± • ± • − − ± • Nein 17 27 BGR9 − ± • ± • − − ± • ± • Nein 18 28 BGR10 − − ± • − − ± • ± • Nein 19 29 BGR11 ± • − ± • − − − Nein 20 30 BGR12 ± • ± • ± • − − ± • − ± • Nein 21 31 BGR13 ± • − ± • − ± • − ± • Nein 22 32 BGR14 ± • − ± • − − ± • Nein 23 33 BGR15 − − ± • ± • − ± • − Nein 24 34 BGR16 − − − − ± • − ± • − ± • Nein 25 35 BGR17 − − ± • − − ± • − Nein 26

Gruppen- nummer

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Inkonsistente Befunde

Regel- nummer

36 BGR18 − ± • ± • − − ± • − Nein 27 37 BGR19 − ± • − − ± • − ± • − ± • Nein 28 38 BGR20 ± • − − − ± • − ± • − ± • Nein 29 39 BGR21 ± • ± • − − ± • − ± • − ± • Nein 30 40 BGR22 + − ± • − − ± • + − ± • − ± • Nein 31 41 BGR23 • − ± • − − ± • + − ± • Nein 31 42 BGR24 + − ± • ± • − − ± • − ± • Nein 32 43 BGR25 + • − ± • + • + + − ± • Nein 33 44 BGR26 + − ± • + • + ± • − ± • Nein 34 45 BGR27 + • − ± • + • + + + Nein 35 46 BGR28 + ± • − ± • + • + − − Nein 36 47 BGR29 + + ± • ± • − − Nein 37 48 BGR30 + + + ± • − − Nein 37 49 BGR31 + + + • + − − Nein 38 50 BGR32 + − ± • + • + ± • + Nein 39 51 BGR33 + − ± • + • + − ± • Ja 40 52 BGR34 + − ± • + • + − + Ja 41 53 BGR35 + + + • + ± • + − ± • Ja 42 54 BGR36 + + + • + − + ± • Nein 42 55 BGR37 + + + ± • ± • − ± • ± • Nein 43 56 BGR38 + + + • ± • − ± • + Nein 43 57 BGR39 − − + • + − − Nein 44 58 BGR40 − − + • + ± • + − ± • Nein 45 59 BGR41 − − + • + − + ± • Nein 45 60 BGR42 − ± • + • + − − Nein 46 61 BGR43 ± • + + • + − − Nein 47 62 BGR44 − + + • + − − Nein 48 63 BGR45 − ± • ± • + • + ± • − ± • Nein 49 64 BGR46 − ± • ± • + • + − ± • Nein 49 65 BGR47 ± • − + • + ± • − ± • Nein 50 66 BGR48 ± • − + • + − ± • Nein 51 67 BGR49 ± • − + • + − ± • + Nein 52 68 BGR50 + • − ± • ± • ± • + − ± • Nein 53 69 BGR51 + • − ± • ± • ± • + − ± • Nein 54 70 BGR52 + • − ± • + • ± • + + Nein 55

Gruppen- nummer

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Inkonsistente Befunde

Regel- nummer

71 BGR53 + − ± • + ± • − − Nein 56 72 BGR54 + − ± • ± • ± • − − ± • Nein 57 73 BGR55 + − ± • + ± • − ± • Nein 58 74 BGR56 + − ± • + • ± • ± • + Nein 59 75 BGR57 + − ± • + • ± • − + Nein 60 76 BGR58 + − ± • ± • ± • ± • − ± • Nein 61 77 BGR59 + − ± • + ± • ± • − ± • Nein 62 78 BGR60 ± • − + • ± • − ± • + Nein 63 79 BGR61 − − + • ± • − ± • + Nein 64 80 BGR62 + • − ± • ± • − + − ± • Nein 65 81 BGR63 + • − ± • + − + − ± • Nein 66 82 BGR64 + • − ± • + • − + + Nein 67 83 BGR65 + − ± • + − − − Nein 68 84 BGR66 + − ± • + − − ± • Nein 69 85 BGR67 + − ± • + • − ± • + Nein 70 86 BGR68 + − ± • + • − − + Nein 71 87 BGR69 + − ± • + − ± • − ± • Nein 72 88 BGR70 ± • − + • − − ± • + Nein 73 89 BGR71 − − + • − − ± • + Nein 74 90 BGR72 − ± • + + • + ± • + − ± • Nein 75 91 BGR73 − ± • + + • + − + ± • Nein 75 92 BGR74 − − + ± • − ± • − Nein 76 93 BGR75 − ± • + • ± • − ± • + Nein 77 94 BGR76 ± • ± • + • ± • − ± • + Nein 78 95 BGR77 − ± • ± • + • + − ± • + Nein 79 96 BGR78 − ± • + ± • − ± • ± • Nein 80 97 BGR79 − − + ± • − ± • ± • Nein 81 98 BGR80 ± • − + ± • − ± • − ± • Nein 82 99 BGR81 ± • ± • + ± • − ± • − ± • Nein 83

100 BGR82 ± • ± • • − − + Nein 84 101 BGR83 ± • ± • + • − ± • + Nein 85 102 BGR84 − ± • + • − − ± • + Nein 86 103 BGR85 ± • ± • + − − + Nein 87 104 BGR86 ± • − + − − ± • − Nein 88 105 BGR87 − ± • + − − ± • ± • Nein 89

Gruppen- nummer

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Inkonsistente Befunde

Regel- nummer

106 BGR88 − − + − − ± • ± • Nein 90 107 BGR89 ± • − + − − ± • ± • Nein 91 108 BGR90 ± • ± • + − − ± • − ± • Nein 92 109 BGR91 − ± • + + − − ± • + − ± • Nein 93 110 BGR92 − ± • + + ± • − ± • + − ± • Nein 94 111 BGR93 − ± • + • ± • − ± • + Nein 95 112 BGR94 − ± • + • − − ± • + Nein 96 113 BGR95 − ± • + − − ± • − Nein 97 114 BGR96 − ± • + ± • − ± • − Nein 98 115 BGR97 − − + − − ± • − Nein 99 116 BGR98 − ± • + ± • − − ± • − ± • Nein 100 117 BGR99 − ± • + ± • ± • − ± • − ± • Nein 101 118 BGR100 − ± • + − − ± • − ± • − ± • Nein 102 119 BGR101 + • + − ± − ± • + − ± • Nein 103 120 BGR102 + • + + • − + + − ± • Nein 103 121 BGR103 + + − ± − − ± • − ± • Nein 104 122 BGR104 + + + • − − ± • + − ± • Nein 104 123 BGR105 + + − ± • − ± • − ± • Nein 105 124 BGR106 + + + ± • ± • ± • − Nein 106

BGN: keine Daten,BGU: unzureichende Daten,BGI: inkonsistente Befunde,BGR: klinisch relevante Befundewobei„+“ = „positiv“, „–“= „negativ“, „±“ = „grenzwertig“ und „•“ = nicht untersucht

Interpretationsverfahren

• Reiner Mustervergleich über Indizes– Zahlensystem zur Basis 4– Indizes für die Datenstruktur, welche die Nummern der

Interpretationstexte enthält– [0..63] und [0..4095], resp.

⇒ Direkter Zugriff auf die Interpretation

Interpretationsverfahren• Kodierung

– 0: nicht untersucht– 1: grenzwertig– 2: negativ– 3: positiv

• Schirmeingabe– Hepatitis-A-Serologie: (a1,a2,a3)4– Hepatitis-B-Serologie: (b1,b2,b3,b4,b5,b6)4

• Indexberechnung– Hepatitis-A-Serologie: i = a1*16+a2*4+a3, i ∈ {0,...,63}– Hepatitis-B-Serologie: j = b1*1024+b2*256+b3*64+b4*16+b5*4+b6, j ∈ {0,...,4095}

⇒ Beispiel HBsAg = „positiv“, anti-HBs = „negativ“, anti-HBc = „positiv“, IgM anti-HBc = „positiv“, HBeAg = „nicht untersucht“ und anti-HBe = „nicht

untersucht“ werden durch (323300)4 kodiert und liefern den Index j = 3824

01

3824

40944095 102

102

34

12

12

34

102

HBsAganti-HBs

anti-HBc

IgM-anti-HBc HBeAg

Anti-HBe

Feld-index Inter-

pretations-texte

Regel-index

Feld

TEXT 1

TEXT 34

TEXT 102

TEXT 2

++ + + + ++

+ +++

+ ++

• • • • • •• • • • • ±

- • •

-

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Ergebnis

Kategorie Hepatitis-A-Serologie Hepatitis-B-Serologie

Muster Regeln Muster Regeln

Keine Daten 1 1 1 1

Zuwenig Daten 7 1 63 1

Inkonsistente Befunde 9 2 1.296 7

Klinisch relevante Befunde 47 9 2.736 97

Gesamt 64 13 4.096 106

HEPAXPERT-I:Evaluation des Routineeinsatzes

• 20 Monate

• Hepatitis A– 10012 Befundanforderungen

• Hepatitis B– 11303 Befundanforderungen

• Hohe Akzeptanz durch die Ärzte

Hepatitis-B-Serologie

• Evaluation

– der aufgetretenen Befunde– der verwendeten Wissensbasis– der Ergebnisse

Häufigkeit des Auftretens von Befundmustern und Regeln für dieHepatitis B im Verlauf von 20 Monaten

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Regel–nummer

Häufigkeit

BGR16 − − − • • • 25 6583 BGR100 − + − • • • 102 1691 BGR92 − + + • • • 94 1165 BGR19 − ± − • • • 28 264 BGR88 − − + − • • 90 213 BGR57 + − + • − + 60 192 BGR51 + − + • + − 54 127 BGR79 − − + • • • 81 85 BGR40 − − + + • • 45 77 BGR1 − • • • • • 10 56 BGR16 − − − • − − 25 54 BGR87 − ± + − • • 89 48 BGR19 − • − • − − 28 48 BGR21 • • − • • • 30 46 BGR19 − • − • • • 28 42 BGR79 − − + ± • • 81 38 BGR91 − + + − • • 93 37 BGR10 − − ± − • • 19 37 BGR16 − − − − • • 25 36 BGR2 − − ± • • • 11 30 BGR78 − ± + • • • 80 30 BGR53 + − + • − − 56 27 BGR99 − + ± • • • 101 27 BGR72 − + + + • • 75 16 BGR99 − + • • • • 101 14 BGR25 + − + + + − 33 13 BGR92 − + + • − + 94 12 BGR34 + − + + − + 41 11 BGR100 − + − • − − 102 11 BGR45 − ± + + • • 49 11 BGR59 + − + • ± − 62 10 BGR73 − + + + − + 75 10 BGR98 − + ± − • • 100 10 BGR9 − ± ± − • • 18 10 BGR71 − − + − − + 74 8

Gruppen- name

HBsAg Anti-HBs Anti-HBc IgM- anti-HBc

HBeAg Anti-HBe Regel–nummer

Häufigkeit

BGR98 − + • − • • 100 1 BGR97 − − + − − − 99 1 BGR97 − − + − ± − 99 1 BGR71 − − + − • + 74 1 BGR74 − − + • − − 76 1 BGR16 − − − ± − − 25 1 BGR87 − ± + − − ± 89 1 BGR96 − ± + ± − − 98 1 BGR75 − ± + • − + 77 1 BGR19 − ± − − • • 28 1 BGR19 − ± − • − − 28 1 BGI2 − ± ± + − − 3 1 BGR1 − ± ± ± • • 10 1 BGR9 − ± • − • • 18 1 BGR84 − • + − ± + 86 1 BGR96 − • + • − − 98 1 BGR19 − • − • − ± 28 1 BGR19 − • − • ± − 28 1 BGR19 − • − • • − 28 1 BGR20 ± − − • • • 29 1 BGR83 ± ± + − ± + 85 1 BGR76 ± ± + • − + 78 1 BGR21 ± ± − • • • 30 1 BGR81 ± • + • • • 83 1 BGR21 ± • − • • • 30 1 BGR20 • − − • • • 29 1 BGR21 • • − − • • 30 1 BGU3 • • ± • • • 2 1 BGR76 • • • • • + 78 1 Total 11303

BGUx: unzureichende Daten,BGIx: inkonsistente Befunde,BGRx: klinisch relevante Befundewobei„+“ = „positiv“, „–“ = „negativ“, „±“ = „grenzwertig“ und „•“ = „nicht untersucht“

Retrospektive Analyse der Häufigkeit der Anwendung von Hepaxpert-Regeln für die Interpretation der Hepatitis B im

Routineeinsatz (20 Monate)

Häufigkeit des Auftretens von Befundmustern und Regeln für dieHepatitis B im Zeitraum von 20 Monaten

Ergebnisse

• Vermeidung der Verwendung inkonsistenter Befunde• Verfügbarkeit präziser Interpretationstexte• mehrere Kliniken änderten Befundanforderungen

Schlussfolgerungen

• Evaluierungsstudien in weiteren Labors und anderen Institutionen

• ,,Peer Review“ der Wissensbasis durch andere Experten• Entwicklung von „Patientenphantomen“

– Nachbildung von typischen und untypischen Hepatitis-A- und -B-Virusinfektionen mit oder ohne möglicher Immunisierungen

Externe Evaluation

Institut für LaboratoriumsmedizinStädtische Kliniken Frankfurt am Main-Höchst

Christian Trendelenburg

• Teilintegration der Wissensbasis in das Laborsystem

HEPAXPERT-II

HEPAXPERT-II: Verbindung zum Laborautomat ES 300

HEPAXPERT-III/WWW

Ziel• Automatische Interpretation von

– Hepatitis-A-Serologie Anti-HAV, IgM-anti-HAV, HAV im Stuhl– Hepatitis-B-Serologie HBsAg, Anti-HBs, Anti-HBc, IgM-anti-HBc, HBeAg, Anti-HBe und Anti-HBs-Titer

• ohne zusätzliche Daten der Krankengeschichte, biochemische oder

klinische Daten

Ausgangspunkt

• Qualitative serologische Testergebnisse– positiv, negativ, grenzwertig, nicht untersucht

• Quantitativer Anti-HBs-Titer– 14 Bereiche: 0, 1–10, 11–34, 35–79, 80–249, 250–499, 500–999,

1000–1999, 2000–3999, 4000–6999, 7000–11999, 12000–24999, 25000–49999, 50000–99999

⇒ 64 mögliche Befundmuster für Hepatitis-A-Serologie⇒ 57344 mögliche Befundmuster für Hepatitis-B-Serologie

Zusammenführung von qualitativem Anti-HBs und quantitativem Anti-HBs-Titer zu Anti-HBsΣ

(+ = „positiv“, – = „negativ“, ± = „grenzwertig“, • = „nicht untersucht“, * = Diskrepanz)

HEPAXPERT-III/Hepatitis-B-Serology

Interpretationsvektor für die Hepatitis B

(+ = „positiv“, – = „negativ“, ± = „grenzwertig“, • = „nicht untersucht“, I1 = „Intervall 1“, I2 = „Intervall 2“, I3 = „Intervall 3“ und I4 = „Intervall 4“)

Interpretations-text

Anti-HBs Σ HBsAg

Anti-HBc

IgM-anti-HBc HBeAg

Anti-HBe Index Vektor

• • • • • • 0 1

• • • • • ± 1 2

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+ − + + • • 3.056 34

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I4 + + + + − 8.190 112

I4 + + + + + 8.191 112

β6β5 β4 β3 β2 β1 β0

Interpetations-text

Text 1Text 2

.

.

Text 34...

Text 112..

β4 ... β0

• 0± 1− 2+ 3

β6β5

• 00± 01− 02+ 03I1 10I2 11I3 12I4 13

Index = β ii

i

⋅

=∑ 4

0

6

HEPAXPERT-III/KFJ:Knowledge-Based Interpretation of

Hepatitis Serology Test Results

Klaus-Peter Adlassnig1), Wolfgang Horak2), Matthias Müller3)

1) Department of Medical Computer SciencesSection on Medical Expert and Knowledge-Based Systems

University of Vienna Medical SchoolSpitalgasse 23, A-1090 Vienna

2) Private Clinic Josefstadt, Department of Internal MedicineSkodagasse 32, A-1080 Vienna

3) Emperor Franz Josef Hospital, Department of Laboratory DiagnosticsKundratstraße 3, A-1100 Vienna

hepatitis serology

test results

interpretation

ORBIS Experter: Hepatitis Serology Diagnostics

Embedded Medical Knowledge Modules(automated generation of interpretive reports)

medicalintelligence

provider

web physician’s officehospital

VIII IV

II

information system practice software

information system

report ± interpretationreport ± interpretation order orderlaboratory

I

analyzers

I V… : places of possible integration

Vorschläge zu HEPAXPERT-IV:Verlaufsorientierte wissensbasierte

Interpretation der Hepatitis-SerologieKlaus-Peter Adlassnig & Wolfgang Horak

Institut für Medizinische ComputerwissenschaftenAbteilung für Medizinische Experten- und Wissensbasierte Systeme

Medizinische Fakultät der Universität WienSpitalgasse 23, A-1090 Wien

Privatklinik Josefstadt, Abteilung für Innere MedizinSkodagasse 32, A-1080 Wien

HEPAXPERT-Systeme

• Unterstützung der Hepatitis-Serologie-Befundung• klinisch relevante, schriftliche Interpretation der

Ergebnisse• detaillierte Analyse aller Krankheitsbilder

– Krankheitsstadium– Prognose– Infektiosität– Virusexposition– Immunität

• weitere Vorschläge zur Befunderhebung

HEPAXPERT-IV

Ziel

• Präzisierung der Hepatitis-Serologie-Befundung durch Berücksichtigung der Vorbefunde

Verfügbare Parameter

• Immunologische Serummarker:

• Zeitverlauf

mögliche Befundergebnisse: positiv, negativ, grenzwertig,nicht erhoben

Hepatitis A anti-HAV, IgM anti-HAV, HAV-RNAHepatitis B HBsAg, anti-HBS, anti-HBc, IgM-anti-HBC, HBeAg,

anti-HBe, HBV-DNAHepatitis C anti-HCV, HCV-RNAHepatitis D anti-HDV, HDV-RNAHepatitis E anti-HEV

• Patientenalter

Methode

Analyse des Krankheitsverlaufes erfordert • Erweiterung und Neustrukturierung der Wissensbasis

– klassische Verlaufsformen– seltene Verlaufsformen– Virusmutanten– Mehrfachinfektionen– Einflss antiviraler Therapie– Einfluss aktiver und passiver Immunisierung

⇒ Konzept der diagnostischen Hierarchie

Hepatitis B, Diagnostische Hierarchie

Ebene 1bestehende oder abgelaufene

HBV Infektion keine HBV

Infektion

Ebene 2rezente oder

persistierende HBV Infektion

Immunität nicht näher bezeichnet "

Ebene 3rezente

HBV Infektion persistierende HBV Infektion

natürliche Immunität

Impf- Immu-nität

keine Infek-tion

keine Immu- nität

Ebene 4typ- isch

pre core Mut-ante

Doppel-infek-tion

typ-isch

pre core Mut-ante

typ-isch

späte Immu-nität

IgM- anti-HBc pos

Impf-titer "

Ebene 5

späte Inkubation IgM-anti-HBc Serokonversion

e-Fenster anti-HBe Serokonversion

s-Fenster anti-HBs Serokonversion

Virusreplikation: kontin. hoch Remission

rekurrierend kontin. niedrig späte Persistenz

" " " " "

Diagnosen

Verläufe

Stadien

HBsAg anti-HBs anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg anti-HBe HBV-DNA

Inkubation + - - - + - - + IgM-anti-HBc

Serokonversion + - + + + - +

e-Fenster + +

- -

+ +

+ +

+ -

+ -

+ +

anti-HBe Serokonversion + - + + - + +

s-Fenster + -

+ -

+ +

+ +

- -

+ - + -

+ - + -

anti-HBs Serokonversion - + + + - + - + -

Ebene 3 rezente HBV Infektion

persistierende HBV Infektion

natürliche Immunität

Impf- Immu-nität

keine Infek-tion

keine Immu-nität

Ebene 4typ- isch

pre core Mut-ante

Doppel-infek-tion

Ebene 5

späte Inkubation IgM-anti-HBc Serokonversion

e-Fenster anti-HBe Serokonversion

s-Fenster anti-HBs Serokonversion

HBsAg anti-HBs anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg anti-HBe HBV-DNA+ - +

späte InkubationIgM-anti-HBc Serokonversion

e-Fensteranti-HBe Serokonversion

s-Fensteranti-HBs Serokonversion

Ebene 1 bestehende oder abgelaufene

HBV Infektion keine HBV

Infektion

Ebene 2 rezente oder

persistierende HBV Infektion

Immunität nicht näher bezeichnet "

Ebene 3 rezente

HBV Infektion persistierende HBV Infektion

natürliche Immunität

Impf- Immu-nität

keine Infek-tion

keine Immu-nität

Ebene 4 typ- isch

pre core Mut-ante

Doppel-infek-tion

typ-isch

pre core Mut-ante

typ-isch

späte Immu-nität

IgM anti-HBc pos

Impf-titer

Ebene 5

späte Inkubation IgM-anti-HBc Serokonversion

e-Fenster anti-HBe Serokonversion

s-Fenster anti-HBs Serokonversion

Virusreplikation: kontin. hoch Remission

rekurrierend kontin. niedrig späte Persistenz

Hepatitis B, DiagnoseHBsAg pos / anti-HBs neg / anti-HBc pos

exkludierend

hinweisendHBsAg pos / anti-HBs neg / anti-HBc pos

Hepatitis B, Diagnose: Befundverlauf HBsAg anti-HBs anti-HBc IgM-anti-HBc HBeAg anti-HBe HBV-DNA

06.09.95 + − − 18.09.95 + − + + + − + 02.10.96 + − + ± − + 19.04.97 + 28.08.97 + − + − − + 09.12.97 + 12.03.98 + − − + 18.09.98 + − +

Anfang September 95: akute Hepatitis B,seither HBsAg pos., zuletzt fast 2 JahreHBeAg neg., IgM anti-HBc neg.und anti-HBe pos.DIAGNOSE:Persistierende HBV Infektion, typischerVerlauf, kontinuierlich niedrige Virus-replikation, klinisch einem ,,Healthy Carrier“ entsprechend.

Ebene 2rezente oder

persistierende HBV Infektion

Ebene 3rezente

HBV Infektion persistierende HBV Infektion

Ebene 4typ- isch

pre core Mut-ante

Doppel-infek-tion

typ-isch

pre core Mut-ante

Ebene 5

späte Inkubation IgM-anti-HBc Serokonversion

e-Fenster anti-HBe Serokonversion

s-Fenster anti-HBs Serokonversion

Virusreplikation: kontin. hoch Remission

rekurrierend kontin. niedrig späte Persistenz