医療CDSS開発パターン

医療CDSS開発パターン は何をしますか？

EMRワークフローに統合する臨床意思決定支援システム（CDSS）を構築するためのパターン。CDSSモジュールは患者安全上極めて重要であり、偽陰性は許容されません。

使用するタイミング

• 薬物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
• 安全チェック付きの投薬オーダーエントリの構築
• 臨床コンテキストを考慮した検査結果解釈の統合

動作の仕組み

CDSSエンジンは副作用のない純粋関数ライブラリです。臨床データを入力すると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) — 新しい薬剤を現在の投薬および既知のアレルギーとチェックします。重大度でソートされた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、および腎機能調整のルールに照らして検証します。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)
  ├── 薬物相互作用チェッカー
  ├── 投与量検証
  ├── 臨床スコアリング (NEWS2, qSOFA, 等)
  └── アラート分類
  ↓ (アラートを返す)
EMR UI (アラートをインライン表示、クリティカルな場合はブロック)

薬物相互作用チェック

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: `文書化されたアレルギーとの交差反応: ${allergy}`,
        recommendation: 'アレルギー専門医の相談なしに処方しないこと' });
    }
  }
  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と相互作用する必要があります。

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: '検証ルールがありません', suggestedRange: null, factors: [] };
  const factors: string[] = [];

  // 安全：ルールが体重を必要とするが体重がない場合はブロック（通過させない）
  if (rules.weightBased) {
    if (!patientWeight || patientWeight <= 0) {
      return { valid: false, message: `${drug}には体重が必要です（mg/kg薬剤）`,
        suggestedRange: null, factors: ['weight_missing'] };
    }
    factors.push('weight');
    const maxDose = rules.maxPerKg * patientWeight;
    if (dose > maxDose) {
      return { valid: false, message: `投与量が${patientWeight}kgに対する最大値を超えています`,
        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: `${patientAge}歳に対する年齢調整最大値を超えています`,
        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: `eGFR ${renalFunction}に対する腎機能調整最大値を超えています`,
        suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: renalMax, unit: rules.unit }, factors };
    }
  }

  // 絶対最大値
  if (dose > rules.absoluteMax) {
    return { valid: false, message: `絶対最大値 ${rules.absoluteMax}${rules.unit}を超えています`,
      suggestedRange: { min: rules.typicalMin, max: rules.absoluteMax, unit: rules.unit },
      factors: [...factors, 'absolute_max'] };
  }
  return { valid: true, message: '範囲内',
    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の動作

重大度	UIの動作	臨床医の必須アクション
Critical	アクションをブロック。非却下可能なモーダル。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。オレンジ色。	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アラートは決して自動却下したり、トースト通知として実装してはなりません。上書き理由は監査証跡に保存する必要があります。

CDSSのテスト（偽陰性は絶対に許容しない）

describe('CDSS — 患者安全', () => {
  INTERACTION_PAIRS.forEach(({ drugA, drugB, severity }) => {
    it(`${drugA} + ${drugB} (${severity})を検出する`, () => {
      const alerts = checkInteractions(drugA, [drugB], []);
      expect(alerts.length).toBeGreaterThan(0);
      expect(alerts[0].severity).toBe(severity);
    });
    it(`${drugB} + ${drugA} (逆方向)を検出する`, () => {
      const alerts = checkInteractions(drugB, [drugA], []);
      expect(alerts.length).toBeGreaterThan(0);
    });
  });
  it('体重がない場合、mg/kg薬剤をブロックする', () => {
    const result = validateDose('gentamicin', 300, 'iv');
    expect(result.valid).toBe(false);
    expect(result.factors).toContain('weight_missing');
  });
  it('不正な薬剤データを適切に処理する', () => {
    expect(() => checkInteractions('', [], [])).not.toThrow();
  });
});

合格基準：100%。1件の見逃し相互作用も患者安全上のインシデントです。

アンチパターン

• CDSSチェックをオプションまたはスキップ可能にし、文書化された理由を求めない
• 相互作用チェックをトースト通知として実装する
• 薬剤または臨床データにany型を使用する
• 保守可能なデータ構造の代わりに相互作用ペアをハードコーディングする
• CDSSエンジンでエラーを黙ってキャッチする（障害は明確に通知する必要がある）
• 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（通過させず、ブロックする必要がある）

例

例1：薬物相互作用チェック

const alerts = checkInteractions('warfarin', ['aspirin', 'metformin'], ['penicillin']);
// [{ severity: 'critical', pair: ['warfarin', 'aspirin'],
//    message: '出血リスク増加', recommendation: '併用を避ける' }]

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: '絶対最大値4000mgを超えています' }

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: '緊急の臨床評価が必要。ICUを検討。' }