基于臨床數(shù)據(jù)中心的智能化單病種上報管理系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

趙俊輝，洪懷江

麗水市中心醫(yī)院 信息中心，浙江 麗水 323000

引言

單病種質(zhì)量管理是指對單病種的醫(yī)療過程質(zhì)量和診療結(jié)果實時監(jiān)控，建立多個維度的觀測點，精確測量出關(guān)鍵診療事件的規(guī)范化程度[1-3]，并通過數(shù)學方法，建立數(shù)學模型化應(yīng)用工具，以期在實際應(yīng)用中反映出醫(yī)療服務(wù)結(jié)構(gòu)中存在的問題，并逐步對醫(yī)療質(zhì)量加以改進，有效提升醫(yī)院質(zhì)量管理的精細化程度[4-5]。

2020年7月，國家衛(wèi)生健康委辦公廳發(fā)布《關(guān)于進一步加強單病種質(zhì)量管理和控制的通知》[6]，要求進一步加強對單病種的管理與質(zhì)控，強調(diào)要充分利用信息化手段開展工作，提高醫(yī)療質(zhì)量管理的精細化、科學化程度。同時，在國家衛(wèi)生健康委發(fā)布的新版三級綜合醫(yī)院評審標準、二級綜合醫(yī)院評審標準與實施細則中，將單病種的質(zhì)量控制管理納入了《三級綜合醫(yī)院評審標準》[7]，作為醫(yī)院評審的重要內(nèi)容之一。

目前單病種管理還存在一些難點：① 醫(yī)學臨床資料復雜多樣，同時醫(yī)生病歷的書寫具有自主性和個性化的特征，結(jié)構(gòu)化程度不高[8]，醫(yī)療術(shù)語名稱使用不規(guī)范[9]，導致不能很好地對其準確識別；② 單病種上報的平均單個病例上報項目超過100項，并由醫(yī)生手工上報，不僅大大增加了醫(yī)生的工作量，而且無法保證數(shù)據(jù)的準確性。本研究設(shè)計智能化單病種質(zhì)量管理系統(tǒng)，運用數(shù)字化信息手段自動抓取患者醫(yī)療數(shù)據(jù)資料，建立以患者為中心的臨床數(shù)據(jù)模型，單病種自動入組，通過網(wǎng)閘實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)直接與國家的單病種管理平臺對接，以期提升醫(yī)生的工作效率，提高單病種的數(shù)據(jù)質(zhì)量，助力醫(yī)學科研和衛(wèi)生決策。

1 材料與方法

1.1 研究內(nèi)容和方法

基于醫(yī)院的臨床數(shù)據(jù)中心（Clinical Data Resposiry，CDR）平臺，采用數(shù)據(jù)倉庫（Extract-Transform-Load，ETL）、企業(yè)服務(wù)總線（Enterprise Service Bus，ESB）[10]、自然語言處理（Natural Language Processing，NLP）等技術(shù)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)源數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)深度清洗、標準化轉(zhuǎn)換、結(jié)構(gòu)化存儲[11]，建立以患者為中心、設(shè)計標準統(tǒng)一臨床數(shù)據(jù)模型的智能化單病種上報管理系統(tǒng)。

主要內(nèi)容包括：滿足質(zhì)控部門和業(yè)務(wù)科室對單病種管理需求；以患者為中心建立單病種數(shù)據(jù)模型；醫(yī)生單病種填寫上報；通過網(wǎng)閘將醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)直接上傳到國家單病種管理平臺（圖1）。

圖1 智能化單病種上報管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

1.2 選用開發(fā)工具及關(guān)鍵技術(shù)

智能化單病種上報管理系統(tǒng)前端是基于Windows操作系統(tǒng)，Chrome內(nèi)核，B/S架構(gòu)，以C#編程語言開發(fā)的Web頁面；后端是基于X86服務(wù)器，Ubuntu操作系統(tǒng)，POSTGRE SQL數(shù)據(jù)庫，使用kettle spoon工具進行數(shù)據(jù)抓取，通過NLP結(jié)構(gòu)化，將病歷文書、檢查報告等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化存儲，建立以患者為中心的數(shù)據(jù)模型。網(wǎng)絡(luò)方面：智能化單病種上報管理系統(tǒng)部署在醫(yī)院的內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，通過網(wǎng)閘設(shè)備將醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的單病種服務(wù)器和國家單病種管理平臺鏈接。

1.3 數(shù)據(jù)集成

單病種上報管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成框架包含4層，分別為數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)整合層、數(shù)據(jù)治理層、數(shù)據(jù)治理管理層。

（1）數(shù)據(jù)存儲層：主要實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復制存儲，即通過數(shù)據(jù)變更捕獲（Change Data Capture，CDC）機制獲取實時變更數(shù)據(jù)，并使用ETL技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心的醫(yī)院管理信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS）、電子病歷系統(tǒng)（Electronic Medical Record，EMR）、實驗室信息管理系 統(tǒng)（Laboratory Information Management System，LIS）、影像歸檔和通信系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication System，PACS）、手麻系統(tǒng)、病理系統(tǒng)、心電圖系統(tǒng)、護理系統(tǒng)等系統(tǒng)中的患者醫(yī)療數(shù)據(jù)抽取到單病種數(shù)據(jù)庫[12-14]。

（2）數(shù)據(jù)整合層：主要實現(xiàn)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)中患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、標準化、結(jié)構(gòu)化存儲到數(shù)據(jù)庫中。通過NLP結(jié)構(gòu)化，參考ICD-10、LOINC、SNOMED CT等國際標準建立醫(yī)學術(shù)語標準體系，將病歷文書、檢查報告等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化存儲。

（3）數(shù)據(jù)治理層：主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度治理，基于先進的NLP、知識圖譜等人工智能（Artificial Intelligence，AI）引擎，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)整合層數(shù)據(jù)的智能補全和糾錯，將患者不同時期、不同系統(tǒng)中的診療數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，建立患者唯一標識，以患者為中心建立數(shù)據(jù)模型[15]。

（4）數(shù)據(jù)治理管理層：主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型維護、元數(shù)據(jù)管理、主數(shù)據(jù)管理、臨床數(shù)據(jù)在線探查與分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量評估分析、數(shù)據(jù)集成過程監(jiān)控與管理，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理標準化、集成過程透明化、數(shù)據(jù)分析可視化。

1.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

通過網(wǎng)閘從物理上隔離、阻斷對內(nèi)網(wǎng)具有潛在攻擊可能的一切網(wǎng)絡(luò)連接，使外部攻擊者無法直接入侵、攻擊或破壞內(nèi)網(wǎng)，保障醫(yī)院內(nèi)部主機和數(shù)據(jù)安全。

在網(wǎng)閘設(shè)備上配置國家單病種管理平臺的域名qapi.ncis.cn，在醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的單病種上報服務(wù)器上將國家單病種管理平臺的域名指向網(wǎng)閘設(shè)備的IP地址，實現(xiàn)醫(yī)護人員通過醫(yī)院的內(nèi)網(wǎng)直接訪問國家單病種管理平臺，并將單病種數(shù)據(jù)上報到國家單病種管理平臺。

1.5 病種上報

單病種上報管理系統(tǒng)通過AI技術(shù)自動抓取患者基本信息、診斷、醫(yī)囑、檢驗檢查、病程記錄、護理記錄信息，依據(jù)國家衛(wèi)生委員會公布的疾病篩查標準（患者診斷ICD編碼+手術(shù)ICD編碼）以及排除標準[16]，自動判斷患者是否滿足上報條件。例如，結(jié)腸癌（手術(shù)治療）依據(jù)診斷ICD編碼+手術(shù)ICD編碼判斷入組之外，還需從以下幾個維度進行排除：① 由外院住院診療后轉(zhuǎn)入本院的病例；② 參與臨床藥物與器械試驗的病例；③ 到達醫(yī)院前已經(jīng)被確認采取安慰劑治療或姑息治療的病例；④ 18歲以下的病例；⑤ 同一疾病30 d內(nèi)重復入院的病例；⑥ 本次住院超過90 d的病例。

符合入組條件的患者，將管床醫(yī)生自動分配為填報醫(yī)生，并將相應(yīng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)自動填寫到患者上報界面，通過自動采集可減少醫(yī)生的填寫項。改進以往的通過篩選診斷ICD編碼+手術(shù)ICD編碼患者，再人工判斷是否入組，最后由醫(yī)生在內(nèi)網(wǎng)查閱患者資料，手工在外網(wǎng)上報單病種的方式。

在填報表單頁面（圖2）設(shè)置相應(yīng)的提醒和快速跳轉(zhuǎn)定位功能，提高醫(yī)生的填寫效率。在必填項的下方以紅色字體提醒，右側(cè)設(shè)有主題導航，方便快速定位跳轉(zhuǎn)到填寫項。某一主題下存在未填項時，導航主題變?yōu)榧t色，用戶點擊該主題，即快速跳轉(zhuǎn)定位至未填項。當醫(yī)生存在未填必填項時，如點擊保存，則光標自動跳轉(zhuǎn)至表單的最上面一個未填項，實現(xiàn)醫(yī)生的快速定位填寫。

圖2 單病種報表單頁面

1.6 指標分析

為了滿足行政管理和科室管理的不同需求，進行了多維度的全院指標分析和科室指標分析。全院指標分析：對上報人數(shù)、已上報人數(shù)、各個病種的上報率等指標數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析（圖3）；科室指標分析：對病種、平均住院日、平均住院費用等指標數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析（圖4）。各項指標分析在系統(tǒng)里能以圖形和表格的形式實時直觀體現(xiàn)，為醫(yī)院管理提供科學依據(jù)。

圖3 全院上報情況監(jiān)控

圖4 科室情況細化分析

1.7 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料采用n（%）表示，組間比較采用χ2或校正χ2檢驗，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 應(yīng)用效果

選取2021年9—11月為系統(tǒng)上線前，2021年12月至2022年2月為系統(tǒng)上線后，比較系統(tǒng)上線前后上報病種覆蓋率及上報遲報率的差異。

2021年12月1日智能化單病種質(zhì)量管理系統(tǒng)上線后，上報的單病種覆蓋面更廣，從系統(tǒng)上線前30個單病種種類擴展到了45個單病種種類，上報的病例數(shù)更多，及時率更高。單病種上報覆蓋率由58.82%提升至88.24%，單病種上報遲報率由20.56%下降至9.73%，二者比較差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 系統(tǒng)上線前后病種數(shù)據(jù)比較

3 討論與總結(jié)

我院的智能化單病種質(zhì)量管理系統(tǒng)是醫(yī)院管理層的管理學、各個臨床科室醫(yī)護人員的專業(yè)知識、信息中心的數(shù)字化技術(shù)等多學科融合的結(jié)晶，運用數(shù)字化信息手段自動抓取患者診療過程中各個環(huán)節(jié)的醫(yī)療數(shù)據(jù)資料，并判斷單病種入組條件和采集單病種填報相關(guān)信息，提醒相應(yīng)的主管醫(yī)生及時完成單病種上報，待醫(yī)生補充完善，質(zhì)管處確認審核后，系統(tǒng)自動推送單病種數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)閘實現(xiàn)將醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)直接上傳到國家的互聯(lián)網(wǎng)單病種管理平臺，改善以往通過醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)完成數(shù)據(jù)填寫，再導出成Excel到外網(wǎng)進行上報的繁瑣操作[17]。通過網(wǎng)閘從物理上將互聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)院的內(nèi)網(wǎng)進行隔離，阻斷對內(nèi)網(wǎng)具有潛在攻擊可能的一切網(wǎng)絡(luò)連接，即讓醫(yī)生上報工作變得方便快捷、單病種數(shù)據(jù)更加準確，并保障醫(yī)院內(nèi)部主機和數(shù)據(jù)安全。同時，單病種上報材料的管理也更為集中有序，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，使醫(yī)療管理部門能夠更準確地掌握診療過程中的各個環(huán)節(jié)，并可以多維度地進行質(zhì)控指標分析[18]，提高了管理效率、降低了管理成本。提高單病種的數(shù)據(jù)質(zhì)量，有助于實現(xiàn)醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量控制的精細化管理，有利于醫(yī)學科研和衛(wèi)生決策[19-21]。

目前部分患者會同時符合多個單病種的入組條件，需要醫(yī)生手工篩選需要上報的單病種病種，就可能存在一個患者上報了多個單病種的情況。針對這些問題，需要進一步完善和改進單病種入組算法，為醫(yī)護人員提供操作簡單的醫(yī)療信息軟件，是醫(yī)療信息人共同研究的課題。