基于模塊化設計的放療信息管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

歐誠意，于淑春，林 展，吳東永

（1.玉林市第一人民醫(yī)院腫瘤科放療中心，廣西 玉林 537000；2.玉林師范學院物理與電信工程學院，廣西 玉林 537000；3.玉林市第一人民醫(yī)院信息科，廣西 玉林 537000）

隨著放療患者增多，海量的信息和數(shù)據需要專業(yè)的計算機輔助系統(tǒng)實現(xiàn)精準傳遞和高效處理，但最早的信息系統(tǒng)僅被用于記錄和分析放療患者的治療數(shù)據[1，2]。經過數(shù)十年發(fā)展，國內外出現(xiàn)了功能更為強大的放療信息系統(tǒng)，如MOSAIQ、ARIA、Latins，以及國內的ONIS 和RTIS 等。國內多位專家在研究中指出目前放療信息系統(tǒng)的一些弊端[3]：國外系統(tǒng)費用昂貴，幾乎全外語環(huán)境和基于國外管理思維模式設計，在國內醫(yī)院較難推廣；國內主流商用系統(tǒng)受地方醫(yī)院工作模式多樣性的制約，最終均以“工作去適應系統(tǒng)”，而不是“系統(tǒng)服務工作”[4]。本項目團隊根據我院放療科現(xiàn)行的工作模式和實際需要，同時考慮絕大多數(shù)醫(yī)院系統(tǒng)開發(fā)模式瓶頸和系統(tǒng)冗余的問題，基于模塊化設計開發(fā)原理研究并實現(xiàn)了一套放療專用的信息管理系統(tǒng)，將涉及多個流程步驟、眾多崗位合作和龐大信息交互的放療流程通過信息管理系統(tǒng)建立高效的信息化工作路徑，達到提升放療流程的規(guī)范性，加強過程質量控制的目的，現(xiàn)將系統(tǒng)實現(xiàn)總結如下。

1 系統(tǒng)總體設計

1.1 系統(tǒng)硬件及架構 根據院內已有硬件資源采用B/S 架構搭建放療工作網絡平臺，見圖1。系統(tǒng)包含：服務器主機1 臺，用于部署專門的放療信息數(shù)據庫和基于Django+MySQL+Apache 的網絡應用平臺；各病區(qū)合計20 多臺內網電腦，用于用戶通過瀏覽器訪問特定的IP 地址登錄系統(tǒng)進行各項工作的操作；其他與放療相關的外部設備，如TPS 計劃系統(tǒng)主機2臺，直線加速器Linac 工作站1 臺，叫號系統(tǒng)電腦主機1 臺，打印機若干臺。

圖1 系統(tǒng)硬件及網絡架構

1.2 系統(tǒng)需求設計 主要包括放療專用功能模塊設計和系統(tǒng)交互接口設計兩部分，見圖2。專用功能模塊指與服務于放療流程且具有特定功能的模塊，包括流程管理、任務管理、預約管理、放療數(shù)據統(tǒng)計等，可實現(xiàn)從接診到治療結束全過程各工作崗位對放療患者所執(zhí)行的所有操作的相關功能，以及相關信息的無紙化傳遞、處理和歸檔?；谀K化設計原理針對性的開發(fā)交互接口聯(lián)接院內收費系統(tǒng)、病案系統(tǒng)等，開發(fā)專門的交互格式和協(xié)議，實現(xiàn)信息共享。

圖2 系統(tǒng)需求設計功能模塊

1.3 “模塊化”接口設計 目前醫(yī)院在用的信息系統(tǒng)有病歷系統(tǒng)、收費系統(tǒng)及隨訪系統(tǒng)等，主流的商用放療系統(tǒng)中也包含了這些通用的功能模塊，造成系統(tǒng)的重復開發(fā)。通過模塊化接口設計，使得本次所研發(fā)的系統(tǒng)與醫(yī)院在用的這些系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享，互聯(lián)互通，同時又避免對這些模塊進行重新設計開發(fā)，簡化開發(fā)工作。每個特定功能的模塊通過設計專用的交互接口，按特定方式組織起來，組成一個功能完備的綜合系統(tǒng)。

1.4 基于“任務驅動”的放療流程自動化管理 放療標準化流程（R-SOP）規(guī)定了放療患者從接診到隨訪全過程的各個具體流程以及各流程的負責人和所需完成的任務。本文通過以一種任務驅動的規(guī)則進行放療信息系統(tǒng)的設計，根據患者放療流程狀態(tài)的更新，在系統(tǒng)中向特定崗位的醫(yī)護人員推送相應階段的工作任務，驅動醫(yī)護人員完成任務并繼續(xù)在系統(tǒng)上進行確認和更新患者的流程狀態(tài)，直至所有放療流程均被正確處理和完成。

2 功能模塊設計與實施

2.1 放療信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn) 根據科室放療工作需要，研發(fā)并實現(xiàn)了一套運行于院內局域網的放療信息管理系統(tǒng)（YRIS），服務于放療流程的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了放療流程管理、預約管理、任務提醒、單據管理、放療登記、放療數(shù)據查詢與統(tǒng)計、隨訪管理、患者信息管理等主要功能模塊?？剖曳暖熱t(yī)生、物理師和技師通過在內網電腦打開瀏覽器即可訪問YRIS，登錄系統(tǒng)后進行相應功能的操作。

2.2 基于任務驅動的系統(tǒng)模式 YRIS 是一種基于任務的系統(tǒng)，本系統(tǒng)將復雜的放療流程按順序分割為多個標準任務節(jié)點，每個節(jié)點針對不同的崗位分工設置了不同的任務。當患者的流程狀態(tài)更新至某一節(jié)點時，系統(tǒng)自動將該節(jié)點對應的任務分發(fā)給相應人員處理，當前節(jié)點的所有子任務被處理完后，患者的流程狀態(tài)自動更新至下一節(jié)點開啟新的任務。YRIS 的任務墻功能，能夠根據當前登錄用戶的角色和級別推送待其處理的當前任務，進行及時有效的任務提醒。用戶只需登錄系統(tǒng)并打開任務墻就能查閱到當前處理的流程任務，在系統(tǒng)任務的驅動下有序完成工作，任務墻上僅顯示和推送與當前用戶相關的任務。

2.3 放療流程信息化、無紙化辦公的實現(xiàn) YRIS 系統(tǒng)覆蓋了放療流程從患者登記到隨訪的所有步驟，在過程中所需要用到的單據，或不同崗位間需相互交換的信息，或需長期保留存檔的重要治療數(shù)據等都通過系統(tǒng)來實現(xiàn)信息的高效的傳遞、處理和存儲，實現(xiàn)了放療整個流程的信息化和無紙化辦公，相比傳統(tǒng)的紙張記錄和手工傳送的方式，實現(xiàn)了信息的高效對稱傳遞和最大化的共享。

2.4 標準化流程信息單功能 通過YRIS 實現(xiàn)放療流程的標準化和規(guī)范化管理，系統(tǒng)根據不同的放療路徑自動為每1 位新的放療患者建立唯一的流程信息單。患者的診療過程需要嚴格按照系統(tǒng)的標準化放療流程規(guī)定的內容進行，并要求工作人員對各自負責的工作任務在平臺上進行實名確認后才能流轉到下一流程。因此，YRIS 為每1 位患者的放療提供了標準化的流程模板，對流程中的每1 個步驟的執(zhí)行結果綁定具體責任人，過程中發(fā)生的數(shù)據被記錄在系統(tǒng)后臺的數(shù)據中心便于日后追溯，確保每個患者的放療流程被標準規(guī)范的執(zhí)行。

2.5 放療信息大數(shù)據平臺 YRIS 的另一重要功能模塊就是構建了我院關于放療信息的大數(shù)據平臺，該平臺將記錄每1 位參與放療患者的診療數(shù)據，同時還會通過后臺分析流轉效率、任務完成率、逾期率、滯留時間、病種分類與統(tǒng)計、病區(qū)收治患者情況、醫(yī)生負責患者情況等一系列與績效和工作質量相關的數(shù)據。放療信息大數(shù)據平臺的構建除了供醫(yī)生查閱和追溯患者診療信息外，還能對科室放療技術研究和發(fā)展具有非常大的科研價值。

3 系統(tǒng)優(yōu)缺點對比

源自國外的商用系統(tǒng)醫(yī)科達MOSAIQ 和瓦里安ARIA 系統(tǒng)在國內醫(yī)院推廣應用已有20 多年，但由于國內各大醫(yī)院特別是地方醫(yī)院在放療管理模式和診療路徑方面存在很大差異，這些外來商用系統(tǒng)的價值沒有很突出的表現(xiàn)。于是許多國內的專家學者對國外系統(tǒng)進行了“本地化”研究及二次開發(fā)[5]。隨著互聯(lián)網+的推廣，由傳統(tǒng)的C/S 架構開發(fā)的醫(yī)用系統(tǒng)缺點越來越明顯，并朝著本系統(tǒng)所采用的B/S 架構及多技術融合快速發(fā)展[6，7]。根據科室實際的工作發(fā)展需要和院內已有的互聯(lián)網硬件資源條件，本文開發(fā)了YRIS 放療信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其模塊化軟件開發(fā)思路和基于任務驅動的軟件應用模式，更適合在地方醫(yī)院推廣應用。

目前絕大多數(shù)的商用系統(tǒng)，如全域AOIS 和醫(yī)諾RTIS 系統(tǒng)等，都選擇了自主開發(fā)所有的功能，而與醫(yī)院原有的病歷系統(tǒng)、隨訪系統(tǒng)及收費系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)形成了功能上的冗余，造成院方成本增加和資源浪費。本文提出模塊化設計的軟件開發(fā)思路側重的是開發(fā)專用的交互接口與通用軟件系統(tǒng)進行信息共享，把更多的開發(fā)精力專注于放療獨有的功能上面，通過模塊化接口設計不斷的擴展系統(tǒng)的通用功能，組成綜合性系統(tǒng)。模塊化設計最明顯的優(yōu)點是能夠與原有的軟件系統(tǒng)并存，支持無限擴展，這種開發(fā)模式也將是醫(yī)院信息化建設未來的發(fā)展主流趨勢。

目前成熟的商用系統(tǒng)設計模式不盡相同，包括基于用戶角色[8]、基于流程[9]或基于功能等，本系統(tǒng)主要是基于任務驅動的設計模式。YRIS 具備非常強大的任務推送能力，自患者的放療流程信息單建立，就會由系統(tǒng)按照流程自動的推送任務給醫(yī)護人員處理。特別是患者數(shù)量較多，且不同患者處于不同放療階段，醫(yī)護人員需要完成不同的任務時，通過YRIS系統(tǒng)的任務驅動機制，可以很好的對用戶相關任務進行管理，由系統(tǒng)推動任務的執(zhí)行以及各崗位間、各流程間的無縫對接，有效提升工作效率。

4 總結

YRIS 系統(tǒng)已經在我院推廣應用，目前記錄在案的放療流程實例共297 例，已完成并歸檔235 例，其余62 例在流程處理中。系統(tǒng)簡單易用、功能完備、運行穩(wěn)定，對科室放療流程的規(guī)范性、技術人員的工作效率和患者的診療體驗方面均有了不同程度的提升，對科室及醫(yī)院的信息化發(fā)展也具有深遠的研究意義。隨著計算機技術、大數(shù)據、人工智能的不斷發(fā)展，目前項目團隊正在收集放療大數(shù)據，通過分析數(shù)據以提供更豐富可靠的臨床經驗；此外，還考慮結合人工智能使系統(tǒng)運行的更加智能合理，如低年資和高年資醫(yī)生的任務均衡問題等，充分發(fā)揮現(xiàn)有的人員及設備資源，各崗位間、各流程間的無縫對接，為放療患者提供更加優(yōu)質的服務。