Modellazione, gestione e analisi intelligente di processi clinici temporali (PRIN 2009)

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Starting date
July 15, 2011

Duration (months)
24

Departments
Computer Science

Managers or local contacts
Combi Carlo

Description

Il programma di ricerca dell'unità di Verona consisterà delle tre seguenti linee di ricerca principali.

- Modellazione di processi clinici e sanitari e gestione dei vincoli temporali nei processi.

- Progettazione e implementazione, anche attraverso sistemi di workflow, di strumenti software per la gestione di linee guida e di percorsi terapeutici.

- Analisi intelligente di processi clinici e sanitari a partire dai dati.



MODELLAZIONE DI PROCESSI CLINICI E SANITARI E GESTIONE DEI VINCOLI TEMPORALI NEI PROCESSI e

PROGETTAZIONE E IMPLEMENTAZIONE, ANCHE ATTRAVERSO SISTEMI DI WORKFLOW, DI STRUMENTI SOFTWARE PER LA GESTIONE DI LINEE GUIDA E DI PERCORSI TERAPEUTICI.



Nell'ambito dei sistemi informativi, esistono varie linee di ricerca che recentemente hanno attirato un interesse significativo a livello internazionale, focalizzate sui sistemi informativi orientati ai processi: fra queste, la modellazione dei processi organizzativi (business process: BP) e la definizione di standard di riferimento per gli aspetti di modellazione, architetturali e di specifica di workflow. Si può dire che i workflow sono la rappresentazione dei BP, orientata alla loro esecuzione attraverso il supporto di un sistema di workflow (WfMS). Nonostante gli aspetti temporali caratterizzano varie parti dei BP e della loro gestione attraverso i WfMS, non è stata posta alcuna attenzione particolare alla modellazione esplicita e supportata dai sistemi di tali temporalità.

Lo scopo di questa linea di ricerca è quello di distinguere quali sono gli aspetti temporali principali da rappresentare nella modellazione concettuale di processi clinici.

Per tali aspetti,ci si focalizzerà sulle notazioni più opportune per rappresentare vincoli assoluti, periodici e di durata, eventualmente affetti da incertezza, vaghezza e differenti granularità, caratterizzando l'espressività del modello rispetto alla complessità legata alla valutazione di diversi livelli di consistenza di tali vincoli. Oltre alla consistenza, un concetto recentemente applicato all'ambito dei workflow è quello di "controllabilità". La controllabilità è una proprietà più forte della consistenza e prevede che un workflow possa essere eseguito rispettando tutti i vincoli temporali senza fissare a priori le durate delle attività cliniche, che sono fuori dal controllo del sistema di gestione di workflow. La controllabilità e gli algoritmi per la sua verifica saranno oggetto di studio e di applicazione in ambito clinico. Per la verifica di consistenza e di controllabilità potranno essere impiegati anche algoritmi specializzati opportunamente estesi per la modellazione e la gestione di vincoli temporali fuzzy senza comportare alcun indesiderato aumento di complessità computazionale.



ANALISI INTELLIGENTE DI PROCESSI CLINICI E SANITARI A PARTIRE DA DATI

Nella modellazione di linee guida o di processi sanitari per mezzo di workflow, le regole che un processo deve seguire sono descritte nello schema di workflow e devono essere soddisfatte dalle istanze (casi) del processo stesso. Le istanze di uno stesso schema di workflow possono, quindi, essere differenti rispetto alla struttura e rispetto alle attività che compongono il caso, al loro ordine (temporale) e alla loro lunghezza. Quando uno schema di workflow rappresenta una linea guida, ad esempio, i suoi casi rappresentano istanze differenti derivanti dall'applicazione della linea guida a pazienti diversi in situazioni diverse.

L'analisi intelligente dei dati relativi ai vari casi diviene quindi centrale nella valutazione dei singoli casi, rispetto alla corretta applicazione delle linee guida, rispetto al corretto trattamento del singolo paziente, e così via.

L'analisi di casi di processi clinici permette di riconoscere insiemi di casi (istanze dello stesso schema di workflow) simili tra loro e quindi consente di scoprire modelli di processi clinici e sanitari. Spesso, addirittura, i processi clinici possono essere osservati e analizzati solo in base ai dati dei processi stessi, senza che uno schema esplicito sia disponibile.

L'analisi di processi clinici sembra dunque essere un argomento importante nel contesto clinico, dove le istanze (casi) possono essere differenti rispetto alla situazione del paziente. L'analisi dei casi clinici, inoltre, può fornire la base di partenza per la valutazione della qualità della cura fornita all'interno dell'organizzazione sanitaria. Rispetto a tale scenario, si intende approfondire nel corso del progetto lo studio dei problemi legati alla progettazione, costruzione ed analisi di data warehouse per processi clinici. In particolare verranno studiate tecniche di analisi OLAP (On-Line Analytical Processing) per processi clinici con dimensioni temporali. Un ulteriore aspetto è quello legato allo sviluppo di tecniche di data mining temporale su dati di workflow clinici, basati sull'analisi di reti di vincoli estesi con logiche fuzzy e sulla derivazione di regole di associazione temporali basate su intervalli.

Sponsors:

PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE
Funds: requested
Syllabus: COFIN - Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale

Project participants

Carlo Combi
Full Professor
Mauro Gambini
Incaricato alla ricerca
Sara Migliorini
Research Associate
Barbara Oliboni
Assistant Professor
Roberto Posenato
Assistant Professor

Silvana Badaloni
Università degli Studi di Padova
Giuseppe Pozzi
Politecnico di Milano
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