ヘルスケアCDSS開発パターン

EMRワークフローに統合可能な臨床意思決定支援システムを構築するためのパターン。CDSSモジュールは患者安全に関わるため、偽陰性ゼロの許容度。

ユースケース

• 薬物相互作用チェックの実装
• 用量検証エンジンの構築
• 臨床スコアシステムの実装（NEWS2、qSOFA、APACHE、GCS）
• 異常臨床値アラートシステムの設計
• 安全検証を備えた薬剤処方入力の構築
• 臨床コンテキストを含めた検査結果の解釈

仕組み

CDSSエンジンは副作用のない純関数ライブラリです。臨床データを入力するとアラートが出力されます。これにより完全にテスト可能になります。

3つのコアモジュール：

1. checkInteractions(newDrug, currentMeds, allergies) — 新しい薬剤と現在の服用薬および既知のアレルギーとの相互作用をチェック。重大度でソートされたInteractionAlert[]を返す。DrugInteractionPairデータモデルを使用。
2. validateDose(drug, dose, route, weight, age, renalFunction) — 体重、年齢、腎機能に基づく調整ルールで処方用量を検証。DoseValidationResultを返す。
3. calculateNEWS2(vitals) — NEWS2Inputに基づき国家早期警告スコア2を計算。総スコア、リスクレベル、および升級ガイダンスを含むNEWS2Resultを返す。

EMR UI
  ↓ (ユーザー入力データ)
CDSS エンジン（純関数、副作用なし）
  ├── 薬物相互作用チェッカー
  ├── 用量バリデーター
  ├── 臨床スコア（NEWS2、qSOFA など）
  └── アラート分類器
  ↓ (アラート返却)
EMR UI（インラインでアラート表示、重大時は操作をブロック）

薬物相互作用チェック

interface DrugInteractionPair {
  drugA: string;           // generic name
  drugB: string;           // generic name
  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なければなりません。薬物AがBと相互作用する場合、BもAと相互作用します。

用量検証

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: if rules require weight but weight missing, BLOCK (not pass)
  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 };
    }
  }

  // Age-based adjustment (when rules define age brackets and age is provided)
  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 };
    }
  }

  // Renal adjustment (when rules define eGFR brackets and eGFR is provided)
  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 };
    }
  }

  // Absolute max
  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：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;
}

スコアリング表は王立内科医学会の仕様に厳密に従う必要があります。

アラート重大度とUI動作

重大度	UI動作	臨床医の操作要件
危急	操作をブロック。閉じられないモーダル。赤色。	オーバーライド理由を記録してからのみ続行可能
主要	インライン警告バナー。オレンジ色。	確認後に続行可能
軽微	インライン情報メッセージ。黄色。	認識のみで操作不要

危急アラートは自動的に閉じたり、Toastの通知として実装したりしてはいけません。オーバーライド理由は監査ログに保存する必要があります。

CDSSのテスト（偽陰性ゼロ許容度）

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つ見落とされた相互作用は患者安全事象となります。

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する（記録なし）
• 相互作用チェックをToast通知として実装する
• 薬物または臨床データにany型を使用する
• 相互作用ペアをハードコードする（保守可能なデータ構造を使用すべき）
• CDSSエンジンエラーを静かにキャッチする（失敗を明確に暴露する必要があります）
• 体重データが不足している場合に体重ベースの検証をスキップする（スキップではなくブロックします）

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: 'Increased bleeding risk', recommendation: 'Avoid combination' }]

例2：用量検証

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

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.' }