Agent-based management of clinical guidelines

Les guies de pràctica clínica (GPC) contenen un conjunt d'accions i dades que ajuden a un metge a prendre decisions sobre el diagnòstic, tractament o qualsevol altre procediment a un pacient i sobre una determinada malaltia. És conegut que l'adopció d'aquestes guies en la vida diària pot millorar l'assistència mèdica als pacients, pel fet que s'estandarditzen les pràctiques. Sistemes computeritzats que utilitzen GPC poden constituir part de sistemes d'ajut a la presa de decisions més complexos amb la finalitat de proporcionar el coneixement adequat a la persona adequada, en un format correcte i en el moment precís. L'automatització de l'execució de les GPC és el primer pas per la seva implantació en els centres mèdics.Per aconseguir aquesta implantació final, hi ha diferents passos que cal solucionar com per exemple, l'adquisició i representació de les GPC, la seva verificació formal, i finalment la seva execució. Aquesta Tesi està dirigida en l'execució de GPC i proposa la implementació d'un sistema multi-agent. En aquest sistema els diferents actors dels centres mèdics coordinen les seves activitats seguint un pla global determinat per una GPC. Un dels principals problemes de qualsevol sistema que treballa en l'àmbit mèdic és el tractament del coneixement. En aquest cas s'han hagut de tractar termes mèdics i organitzatius, que s'ha resolt amb la implementació de diferents ontologies. La separació de la representació del coneixement del seu ús és intencionada i permet que el sistema d'execució de GPC sigui fàcilment adaptable a les circumstàncies concretes dels centres, on varien el personal i els recursos disponibles.En paral·lel a l'execució de GPC, el sistema proposat manega preferències del pacient per tal d'implementar serveis adaptats al pacient. En aquesta àrea concretament, a) s'han definit un conjunt de criteris, b) aquesta informació forma part del perfil de l'usuari i serveix per ordenar les propostes que el sistema li proposa, i c) un algoritme no supervisat d'aprenentatge permet adaptar les preferències del pacient segons triï.Finalment, algunes idees d'aquesta Tesi actualment s'estan aplicant en dos projectes de recerca. Per una banda, l'execució distribuïda de GPC, i per altra banda, la representació del coneixement mèdic i organitzatiu utilitzant ontologies.Clinical guidelines (CGs) contain a set of directions or principles to assist the health care practitioner with patient care decisions about appropriate diagnostic, therapeutic, or other clinical procedures for specific clinical circumstances. It is widely accepted that the adoption of guideline-execution engines in daily practice would improve the patient care, by standardising the care procedures. Guideline-based systems can constitute part of a knowledge-based decision support system in order to deliver the right knowledge to the right people in the right form at the right time. The automation of the guideline execution process is a basic step towards its widespread use in medical centres.To achieve this general goal, different topics should be tackled, such as the acquisition of clinical guidelines, its formal verification, and finally its execution. This dissertation focuses on the execution of CGs and proposes the implementation of an agent-based platform in which the actors involved in health care coordinate their activities to perform the complex task of guideline enactment. The management of medical and organizational knowledge, and the formal representation of the CGs, are two knowledge-related topics addressed in this dissertation and tackled through the design of several application ontologies. The separation of the knowledge from its use is fully intentioned, and allows the CG execution engine to be easily customisable to different medical centres with varying personnel and resources.In parallel with the execution of CGs, the system handles citizen's preferences and uses them to implement patient-centred services. With respect this issue, the following tasks have been developed: a) definition of the user's criteria, b) use of the patient's profile to rank the alternatives presented to him, c) implementation of an unsupervised learning method to adapt dynamically and automatically the user's profile.Finally, several ideas of this dissertation are being directly applied in two ongoing funded research projects, including the agent-based execution of CGs and the ontological management of medical and organizational knowledge

Cognitive Abilities in Agents

The aim of this chapter is to describe the cognitive abilities deployed on agents and multi-agent systems by using examples from applications carried out by the authors. Particularly, the following agent abilities are reviewed: problem solving, memory, decision making and learning capabilities. These abilities, which involve most of the research done in Artificial Intelligence during decades of dealing with isolated agents, are revised in order to incorporate the interaction of agents in a multi-agent environment. The results of incorporating such capabilities to agents are the enhancement of the generality and flexibility of the systems