病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用*

——丁明明 蔡士軒 胡龍軍 侯冷晨 錢明平 張 戟 楊佳芳 黃 偉 史福嫻 汪佳雯 牛培勤* 陳 懇 陳躍軍

病案首頁(yè)質(zhì)量控制已成為現(xiàn)代醫(yī)院管理的重要組成部分[1]。目前，我國(guó)病案首頁(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量存在疾病診斷書寫不規(guī)范、主要診斷選擇錯(cuò)誤、醫(yī)療信息漏填和漏報(bào)等缺陷[2]。2019年8月，國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)辦公廳發(fā)布《關(guān)于按照屬地化原則開展三級(jí)公立醫(yī)院績(jī)效考核與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制工作的通知》，明確電子病案信息錄入準(zhǔn)確性將直接與醫(yī)院績(jī)效掛鉤。因此，加強(qiáng)病案首頁(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制成為醫(yī)院質(zhì)控工作新的挑戰(zhàn)。

病案首頁(yè)質(zhì)量改進(jìn)需理論和應(yīng)用創(chuàng)新[3]。人工智能(Artificial Intelligence, AI)技術(shù)在病案信息管理方面已有相關(guān)報(bào)道，但主要針對(duì)首頁(yè)ICD編碼研究[4-5]。本研究介紹了上海市第十人民醫(yī)院與第三方技術(shù)公司合作開發(fā)的病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)，以期為醫(yī)療質(zhì)控、病案管理同行提供借鑒。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體框架

首先，集成院內(nèi)HIS、EMR、PACS、LIS等業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過ETL(Extract-Transform-Load，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù))將分布異構(gòu)的數(shù)據(jù)抽取到臨床數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化清洗、轉(zhuǎn)換。其次，基于自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)治理與集成，實(shí)現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化、后結(jié)構(gòu)化，為前端應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。最后，通過病案規(guī)則引擎庫(kù)將處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別內(nèi)容，并推斷患者合理的基本信息、診斷信息、手術(shù)/操作信息等，智能化輔助病案首頁(yè)數(shù)據(jù)填寫。系統(tǒng)總體框架見圖1。

圖1 病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)采用基于Visual C#、Angular和HTML5的開發(fā)環(huán)境，利用容器云技術(shù)(Docker)搭建分布式架構(gòu)醫(yī)院信息平臺(tái)，并與院內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)鏈接，使用消息中間件實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合。同時(shí)通過醫(yī)學(xué)自然語(yǔ)言處理方法與深度學(xué)習(xí)方法，整合醫(yī)院內(nèi)部病歷、檢查、檢驗(yàn)等各信息系統(tǒng)，采集病案首頁(yè)元數(shù)據(jù)關(guān)鍵指標(biāo)，形成一套病案首頁(yè)元數(shù)據(jù)填充工具，并嵌入院內(nèi)住院醫(yī)生工作站，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床文本數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化治理和深度挖掘，不斷提高病案首頁(yè)在不同信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)抓取能力。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層：底層數(shù)據(jù)庫(kù)治理層、數(shù)據(jù)校驗(yàn)層以及病案首頁(yè)展示層。首先，對(duì)HIS中的SQL Server原始數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取和清洗。病案首頁(yè)的不同內(nèi)容可以從不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取。其次，根據(jù)病案首頁(yè)約束校驗(yàn)機(jī)制，對(duì)首頁(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，包括非空、數(shù)據(jù)類型、閾值、語(yǔ)義、依賴性五類約束條件。最后，病案首頁(yè)展示層將患者基本情況、診斷情況和手術(shù)情況以及校驗(yàn)層中的出錯(cuò)信息展示給用戶以便調(diào)整和操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)功能

病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)包含形式質(zhì)控與內(nèi)涵質(zhì)控兩大模塊。形式質(zhì)控是對(duì)首頁(yè)內(nèi)容完整性的檢查，即檢查是否有缺填或漏填內(nèi)容，并以分值的形式顯示首頁(yè)內(nèi)容的完成度(滿分為100分，分值越高表示完成度越高)。內(nèi)涵質(zhì)控是對(duì)首頁(yè)內(nèi)容準(zhǔn)確性的檢查，即檢查所填寫的內(nèi)容與病例中記錄的信息是否相符，并給出相應(yīng)解釋或證明。通過形式質(zhì)控與內(nèi)涵質(zhì)控，病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)可具備基本信息智能監(jiān)測(cè)、診斷信息智能提示和預(yù)警、手術(shù)/操作信息智能推薦、編碼員智能復(fù)核等四大功能。

2.1 基本信息智能監(jiān)測(cè)

病案首頁(yè)中，基本信息包括患者姓名、年齡、聯(lián)系方式等社會(huì)人口學(xué)信息，藥物過敏、血型、輸血反應(yīng)等體質(zhì)信息，梅毒檢查、新生兒疾病篩查、新生兒體重/性別、搶救次數(shù)/成功次數(shù)等特殊信息。臨床醫(yī)生打開病案首頁(yè)后，系統(tǒng)的形式質(zhì)控與內(nèi)涵質(zhì)控可自動(dòng)檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)遺漏或有誤信息，將提醒臨床醫(yī)生完善或補(bǔ)充。

2.2 診斷信息智能提示和預(yù)警

2.2.1 出院診斷 對(duì)于遺漏或有誤的出院診斷信息，形式質(zhì)控與內(nèi)涵質(zhì)控可智能提醒、推薦出院診斷名稱及相應(yīng)ICD-10編碼。即系統(tǒng)通過對(duì)該患者的病程記錄、既往史等信息分析處理，將遺漏在病歷中的診斷名稱提取出來(lái)，同時(shí)也可以根據(jù)患者指標(biāo)檢查等特性變量推導(dǎo)出診斷名稱，供醫(yī)生參考。當(dāng)醫(yī)生填寫的診斷編碼分類在.8和.9這樣的殘余類目時(shí)，系統(tǒng)可提示此診斷為不規(guī)范診斷。如醫(yī)生對(duì)所推薦的診斷有不同意見，可通過點(diǎn)選反饋按鈕填寫理由，后臺(tái)技術(shù)人員根據(jù)反饋結(jié)果不斷優(yōu)化模型，為醫(yī)生提供更準(zhǔn)確的推薦診斷服務(wù)。

2.2.2 損傷和中毒的外部原因 系統(tǒng)可直接從患者病歷中讀取損傷和中毒原因內(nèi)容。例如，摩托車撞傷、高處跌落等關(guān)鍵詞，供醫(yī)生讀取，醫(yī)生讀取后可準(zhǔn)確、快速填寫損傷和中毒的外部原因，另外提供搜索庫(kù)，便于醫(yī)生快速檢索填寫內(nèi)容。

2.2.3 病理診斷 系統(tǒng)可解析患者病理報(bào)告內(nèi)容，從而讀取準(zhǔn)確的病理診斷及ICD-10編碼，供醫(yī)生判斷參考。若系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)醫(yī)生在病案首頁(yè)上填寫的病理診斷與病理報(bào)告中不一致，則判斷為醫(yī)生填寫錯(cuò)誤；若發(fā)現(xiàn)讀取的診斷未被醫(yī)生填寫，則判斷為醫(yī)生漏填。

2.3 手術(shù)/操作信息智能推薦

系統(tǒng)可從病歷手術(shù)/操作記錄中讀取相關(guān)信息，并推薦所屬手術(shù)/操作及ICD-9-CM編碼信息。另外，對(duì)手術(shù)記錄中可能遺漏的信息，系統(tǒng)通過醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜可進(jìn)行推理，如當(dāng)讀取到關(guān)鍵詞“呼吸機(jī)”，則推薦“氣管切開”這項(xiàng)操作，同時(shí)顯示溯源依據(jù)，供醫(yī)生二次確認(rèn)。對(duì)醫(yī)生遺漏的信息，如手術(shù)日期、手術(shù)級(jí)別、切口愈合等級(jí)、麻醉方式、麻醉醫(yī)生、手術(shù)醫(yī)生、醫(yī)助等，也會(huì)進(jìn)行智能推薦。

2.4 編碼員智能復(fù)核

編碼員負(fù)責(zé)病案首頁(yè)的編碼與復(fù)核工作。編碼員可通過該系統(tǒng)再次檢查醫(yī)生填寫的內(nèi)容是否完整、正確。當(dāng)發(fā)現(xiàn)醫(yī)生有重大錯(cuò)誤時(shí)，編碼員可勾選系統(tǒng)提供的質(zhì)控內(nèi)容，將需要通知醫(yī)生的內(nèi)容加入編輯框內(nèi)，自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)模板樣式，也可編輯個(gè)人語(yǔ)言，完成后發(fā)至指定醫(yī)生手機(jī)。

3 應(yīng)用效果

選取準(zhǔn)確性、規(guī)范性和完整性3個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)該智能系統(tǒng)應(yīng)用效果。對(duì)比評(píng)價(jià)2020年9月-10月(應(yīng)用傳統(tǒng)病案首頁(yè)信息系統(tǒng))和2020年11月-12月(應(yīng)用病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng))的各100份心內(nèi)科病歷顯示，傳統(tǒng)病案首頁(yè)信息系統(tǒng)完成每份病歷平均時(shí)間是5.2 min，而病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)是4.6 min；在準(zhǔn)確性、規(guī)范性和完整性的評(píng)價(jià)指標(biāo)中，傳統(tǒng)方式分別為77.0%、70.0%和90.0%，而對(duì)應(yīng)的智能方式分別為98.0%、92.0%和99.0%。從中可以看出，病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)在完成時(shí)間和完成質(zhì)量方面都具有一定優(yōu)勢(shì)。另外，從臨床醫(yī)生反饋來(lái)看，該智能系統(tǒng)可快速提高其對(duì)病案首頁(yè)信息填報(bào)的工作效率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了病案首頁(yè)填寫在崗培訓(xùn)。

4 討論

4.1 病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)可提高病案首頁(yè)質(zhì)量

目前，管理者主要借助PDCA[6]和品管圈[7]等管理方法對(duì)病案首頁(yè)進(jìn)行質(zhì)控，以期提高病案首頁(yè)質(zhì)量，但多是項(xiàng)目性工作，需投入大量人力。使用按疾病診斷相關(guān)分組 (Diagnosis Related Groups, DRGs)工具也能夠提高病案診斷信息質(zhì)量，但仍需對(duì)填報(bào)人員加強(qiáng)培訓(xùn)，并對(duì)首頁(yè)質(zhì)量持續(xù)監(jiān)管。本研究介紹的病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)基于人工智能技術(shù)，通過對(duì)病歷內(nèi)容語(yǔ)義理解，可對(duì)首頁(yè)中的缺失、錯(cuò)誤信息智能分析，輔助臨床醫(yī)生填寫，不僅有效減輕了臨床醫(yī)生工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也提高了病歷內(nèi)涵質(zhì)量。同時(shí)，編碼員借助智能復(fù)核功能，有效節(jié)約了后期審核時(shí)間，并對(duì)存在問題精準(zhǔn)反饋和修訂。病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)可為首頁(yè)填寫的準(zhǔn)確性、規(guī)范性和完整性提供多方保障，有效降低差錯(cuò)率，提高病案首頁(yè)質(zhì)量。由于該系統(tǒng)推薦的所有判斷都是基于對(duì)病歷內(nèi)容的分析，所以病歷內(nèi)容記錄質(zhì)量決定著該系統(tǒng)能否發(fā)揮最大效用。對(duì)此，未來(lái)仍需提升病歷內(nèi)涵質(zhì)量[8]，完善臨床醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)[9]，以進(jìn)一步提升人工智能精確度。

4.2 系統(tǒng)應(yīng)用局限及改進(jìn)方向

病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在以下不足：一是該系統(tǒng)與傳統(tǒng)病案首頁(yè)系統(tǒng)分屬不同接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)病案首頁(yè)內(nèi)容一鍵式智能填充，仍有部分內(nèi)容需要醫(yī)生依據(jù)智能提示來(lái)人工完成。未來(lái)可將這兩個(gè)系統(tǒng)合二為一，實(shí)現(xiàn)病案首頁(yè)內(nèi)容自動(dòng)填充與質(zhì)控同步進(jìn)行，醫(yī)生和病案質(zhì)控專員只需復(fù)核即可，以進(jìn)一步提高病案首頁(yè)內(nèi)容填報(bào)工作效率和質(zhì)量。二是病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)對(duì)病歷中化驗(yàn)指標(biāo)數(shù)字較敏感，會(huì)對(duì)異常但無(wú)實(shí)際意義的、不需要處理的檢查化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行診斷提示。后續(xù)需要根據(jù)臨床反饋修訂系統(tǒng)規(guī)則，加大篩選力度，減少不必要的診斷提示和預(yù)警。三是病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)需要臨床醫(yī)生、編碼員、信息公司專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)最新診療規(guī)范、編碼規(guī)則等建成后臺(tái)龐大數(shù)據(jù)庫(kù)，這需耗費(fèi)大量時(shí)間和精力，且需進(jìn)行動(dòng)態(tài)完善和維護(hù)。

4.3 展望

病案首頁(yè)信息是目前標(biāo)準(zhǔn)化程度較高、易于挖掘、具有較高應(yīng)用價(jià)值的醫(yī)療大數(shù)據(jù)[10]。DRGs作為典型的以醫(yī)療大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療管理工具，其開發(fā)與應(yīng)用離不開高質(zhì)量的病案首頁(yè)數(shù)據(jù)。國(guó)際上成功引入DRGs的國(guó)家和地區(qū)，無(wú)不重視病案數(shù)據(jù)質(zhì)量這一基礎(chǔ)性工作[11]。

病案首頁(yè)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，將使以DRGs為標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)保付費(fèi)更合理，為后續(xù)DRGs分組以及按病種分值付費(fèi)(Diagnosis-Intervention Packet, DIP)提供高質(zhì)量源頭數(shù)據(jù)保障，也使基于DRGs、DIP的醫(yī)療績(jī)效評(píng)價(jià)、醫(yī)師績(jī)效考核、醫(yī)保付費(fèi)等更科學(xué)；使以往單純靠人工填寫、復(fù)核的工作上升到新層面，同時(shí)也將成為智慧醫(yī)院建設(shè)的重要內(nèi)容。