ヘルスケアCDSSパターン

ヘルスケアCDSS開発パターン

EMRワークフローに統合するクリニカルデシジョンサポートシステム（CDSS）を構築するためのパターン。CDSSモジュールは患者の安全に直結します — false negative（見逃し）は絶対に許されません。

使用するタイミング

• 薬剤相互作用チェックの実装
• 投与量検証エンジンの構築
• 臨床スコアリングシステム（NEWS2、qSOFA、APACHE、GCS）の実装
• 異常な臨床値に対するアラートシステムの設計
• 安全性チェック付きの投薬オーダー入力の構築
• 臨床コンテキストを考慮した検査結果解釈の構築

仕組み

CDSSエンジンは副作用のない純粋関数ライブラリです。臨床データを入力し、アラートを出力します。これにより完全にテスト可能になります。

3つの主要モジュール:

1. checkInteractions(newDrug, currentMeds, allergies) — 新規薬剤を現在の投薬および既知のアレルギーと照合します。重症度順にソートされたInteractionAlert[]を返します。DrugInteractionPairデータモデルを使用します。
2. validateDose(drug, dose, route, weight, age, renalFunction) — 処方された投与量を体重ベース、年齢調整、腎機能調整のルールに対して検証します。DoseValidationResultを返します。
3. calculateNEWS2(vitals) — NEWS2InputからNational Early Warning Score 2を計算します。合計スコア、リスクレベル、エスカレーションガイダンスを含むNEWS2Resultを返します。

EMR UI
  ↓ (ユーザーがデータを入力)
CDSS Engine (純粋関数、副作用なし)
  ├── 薬剤相互作用チェッカー
  ├── 投与量バリデーター
  ├── 臨床スコアリング (NEWS2, qSOFA, など)
  └── アラート分類器
  ↓ (アラートを返す)
EMR UI (インラインでアラートを表示、重大な場合はブロック)

薬剤相互作用チェック

interface DrugInteractionPair {
  drugA: string;           // 一般名
  drugB: string;           // 一般名
  severity: 'critical' | 'major' | 'minor';
  mechanism: string;
  clinicalEffect: string;
  recommendation: string;
}

function checkInteractions(
  newDrug: string,
  currentMedications: string[],
  allergyList: string[]
): InteractionAlert[] {
  if (!newDrug) return [];
  const alerts: InteractionAlert[] = [];
  for (const current of currentMedications) {
    const interaction = findInteraction(newDrug, current);
    if (interaction) {
      alerts.push({ severity: interaction.severity, pair: [newDrug, current],
        message: interaction.clinicalEffect, recommendation: interaction.recommendation });
    }
  }
  for (const allergy of allergyList) {
    if (isCrossReactive(newDrug, allergy)) {
      alerts.push({ severity: 'critical', pair: [newDrug, allergy],
        message: `Cross-reactivity with documented allergy: ${allergy}`,
        recommendation: 'Do not prescribe without allergy consultation' });
    }
  }
  return alerts.sort((a, b) => severityOrder(a.severity) - severityOrder(b.severity));
}

相互作用ペアは双方向である必要があります：薬剤Aが薬剤Bと相互作用する場合、薬剤Bも薬剤Aと相互作用します。

投与量検証

interface DoseValidationResult {
  valid: boolean;
  message: string;
  suggestedRange: { min: number; max: number; unit: string } | null;
  factors: string[];
}

function validateDose(
  drug: string,
  dose: number,
  route: 'oral' | 'iv' | 'im' | 'sc' | 'topical',
  patientWeight?: number,
  patientAge?: number,
  renalFunction?: number
): DoseValidationResult {
  const rules = getDoseRules(drug, route);
  if (!rules) return { valid: true, message: 'No validation rules available', suggestedRange: null, factors: [] };
  const factors: string[] = [];

  // SAFETY: ルールが体重を必要とするが体重がない場合はBLOCK（通過させない）
  if (rules.weightBased) {
    if (!patientWeight || patientWeight <= 0) {
      return { valid: false, message: `Weight required for ${drug} (mg/kg drug)`,
        suggestedRange: null, factors: ['weight_missing'] };
    }
    factors.push('weight');
    const maxDose = rules.maxPerKg * patientWeight;
    if (dose > maxDose) {
      return { valid: false, message: `Dose exceeds max for ${patientWeight}kg`,
        suggestedRange: { min: rules.minPerKg * patientWeight, max: maxDose, unit: rules.unit }, factors };
    }
  }

  // 年齢ベースの調整（ルールが年齢区分を定義し、年齢が提供されている場合）
  if (rules.ageAdjusted && patientAge !== undefined) {
    factors.push('age');
    const ageMax = rules.getAgeAdjustedMax(patientAge);
    if (dose > ageMax) {
      return { valid: false, message: `Exceeds age-adjusted max for ${patientAge}yr`,
        suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: ageMax, unit: rules.unit }, factors };
    }
  }

  // 腎機能調整（ルールがeGFR区分を定義し、eGFRが提供されている場合）
  if (rules.renalAdjusted && renalFunction !== undefined) {
    factors.push('renal');
    const renalMax = rules.getRenalAdjustedMax(renalFunction);
    if (dose > renalMax) {
      return { valid: false, message: `Exceeds renal-adjusted max for eGFR ${renalFunction}`,
        suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: renalMax, unit: rules.unit }, factors };
    }
  }

  // 絶対最大値
  if (dose > rules.absoluteMax) {
    return { valid: false, message: `Exceeds absolute max ${rules.absoluteMax}${rules.unit}`,
      suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: rules.absoluteMax, unit: rules.unit },
      factors: [...factors, 'absolute_max'] };
  }
  return { valid: true, message: 'Within range',
    suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: rules.typicalMax, unit: rules.unit }, factors };
}

臨床スコアリング：NEWS2

interface NEWS2Input {
  respiratoryRate: number; oxygenSaturation: number; supplementalOxygen: boolean;
  temperature: number; systolicBP: number; heartRate: number;
  consciousness: 'alert' | 'voice' | 'pain' | 'unresponsive';
}
interface NEWS2Result {
  total: number;           // 0-20
  risk: 'low' | 'low-medium' | 'medium' | 'high';
  components: Record<string, number>;
  escalation: string;
}

スコアリングテーブルは、Royal College of Physiciansの仕様と完全に一致している必要があります。

アラートの重大度とUI動作

重大度	UI動作	臨床医に必要なアクション
Critical	アクションをブロック。非表示不可のモーダル。赤色。	続行するには上書き理由を文書化する必要あり
Major	インラインの警告バナー。橙色。	続行する前に承認が必要
Minor	インラインの情報メモ。黄色。	認識のみ、アクション不要

Criticalアラートは、自動で消去されたり、トースト通知として実装されてはいけません。上書き理由は監査証跡に保存される必要があります。

CDSSのテスト（False Negativeに対するゼロトレランス）

describe('CDSS — Patient Safety', () => {
  INTERACTION_PAIRS.forEach(({ drugA, drugB, severity }) => {
    it(`detects ${drugA} + ${drugB} (${severity})`, () => {
      const alerts = checkInteractions(drugA, [drugB], []);
      expect(alerts.length).toBeGreaterThan(0);
      expect(alerts[0].severity).toBe(severity);
    });
    it(`detects ${drugB} + ${drugA} (reverse)`, () => {
      const alerts = checkInteractions(drugB, [drugA], []);
      expect(alerts.length).toBeGreaterThan(0);
    });
  });
  it('blocks mg/kg drug when weight is missing', () => {
    const result = validateDose('gentamicin', 300, 'iv');
    expect(result.valid).toBe(false);
    expect(result.factors).toContain('weight_missing');
  });
  it('handles malformed drug data gracefully', () => {
    expect(() => checkInteractions('', [], [])).not.toThrow();
  });
});

合格基準：100%。1回の見逃し相互作用が患者安全インシデントになります。

アンチパターン

• CDSSチェックをオプションにしたり、文書化された理由なしにスキップ可能にすること
• 相互作用チェックをトースト通知として実装すること
• 薬剤データや臨床データにany型を使用すること
• 保守可能なデータ構造を使用せずに相互作用ペアをハードコーディングすること
• CDSSエンジンでエラーを黙ってキャッチすること（障害は大きく表面化させる必要があります）
• 体重が利用できない場合に体重ベースの検証をスキップすること（通過させず、ブロックする必要があります）

例

例1：薬剤相互作用チェック

const alerts = checkInteractions('warfarin', ['aspirin', 'metformin'], ['penicillin']);
// [{ severity: 'critical', pair: ['warfarin', 'aspirin'],
//    message: 'Increased bleeding risk', recommendation: 'Avoid combination' }]

例2：投与量検証

const ok = validateDose('paracetamol', 1000, 'oral', 70, 45);
// { valid: true, suggestedRange: { min: 500, max: 4000, unit: 'mg' } }

const bad = validateDose('paracetamol', 5000, 'oral', 70, 45);
// { valid: false, message: 'Exceeds absolute max 4000mg' }

const noWeight = validateDose('gentamicin', 300, 'iv');
// { valid: false, factors: ['weight_missing'] }

例3：NEWS2スコアリング

const result = calculateNEWS2({
  respiratoryRate: 24, oxygenSaturation: 93, supplementalOxygen: true,
  temperature: 38.5, systolicBP: 100, heartRate: 110, consciousness: 'voice'
});
// { total: 13, risk: 'high', escalation: 'Urgent clinical review. Consider ICU.' }