A clinical decision support system using decision tree and expert opinion in rectal cancer treatment

Abstract

Tüm dünyada önemli bir sağlık problemi olan kolorektal kanserin tedavisinde hastalığa ilişkin çok sayıda kriter bulunduğundan, doktorun hasta için en uygun tedaviyi seçmesi oldukça önem taşımaktadır. Kolon ve rektumun kanseri kolorektal kanser olarak adlandırılırken, bu çalışmada sadece rektum kısmı ile ilgilenilmiştir. Rektum kanseri hastaları için en uygun tedavi yönteminin belirlenmesi amacıyla doktorun kararlarına destek olacak bir sistemin oluşturulması amaçlanmıştır. Yöneylem araştırmasında kullanılan çok kriterli karar verme tekniklerinden biri olan analitik hiyerarşi süreci yöntemi ve karar ağaçları yöntemlerinin birleştirilmesi ile bir karar modeli geliştirilmiştir. Sistemde analitik hiyerarşi süreci yöntemi ile elde edilen öncelikler kullanılarak en yüksek önceliğe sahip kriterden değerlendirmeye başlanarak hastanın tedavi kararı verilebilmektedir. Karar ağacı yardımıyla oluşturulan model ise daha önceki verileri ve uzman görüşlerini kullanarak tedavi yöntemi önerisinde bulunmakta ve önerilen tedaviye ilişkin literatür taramasını ve eldeki veri tabanından elde edilen sağkalımları göstermektedir. Böylece doktor belirli bir hasta için birden çok tedavi önerisi ile karşılaştığında sağkalım sürelerini göz önünde bulundurarak en uygun tedavi kararını verebilecektir. Analitik hiyerarşi süreci yöntemi ve karar ağaçları yöntemlerinin birleştirilmesi ile oluşturulan karar modelinin gerçek hasta verileri ile yapılan uygulaması internet tabanlı bir uygulama ile kullanıcıya sunulmuştur. Klinik karar destek sisteminin tutarlılığı uzmanlar tarafından değerlendirilmiştir. Bu çalışma uzman bilgisinin yanında, hasta verilerini ve hastalık kriterlerini de kullanarak adım adım karar verdiğinden, sistemin doktorun karar verme sürecine destek olabilmesi beklenmektedir. Since there are several criteria regarding the disease in treatment of colorectal cancer which is one of the important health problems in world; choosing the most appropriate treatment option concerning a patient is of great importance for the physician. While cancer of the colon and rectum is also called colorectal cancer, in the present study it was focused on the rectal part. It was aimed to create a system to support the decisions of the physician in order to determine the most appropriate treatment method for rectum cancer patients. A decision model was developed by combining the analytic hierarchy process method which is one of the multi criteria decision making techniques in operations research, and decision tree method. The treatment decision for a patient may be made with the use of priorities that obtained from analytic hierarchy process method by investigating criteria from the most prior to the least. The model that built by the use of a decision tree used previous patient data and expert opinions to suggest a treatment method, and showed survivals that obtained from patient data regarding the suggested treatment and literature review. Thus, the physician may make decision by taking survivals into account when there are various treatment suggestions for a particular patient. The real patient data application of decision model that built by combining analytic hierarchy process method and decision tree method was presented to the user by using a web-based application. The consistency of the clinical decision support system was evaluated by the experts. Due to the fact that this study supports a stepwise decision making process using patient data and disease criteria as well as expert knowledge, it is expected that the system may support the decision making process of the physician.