基于B/S架構的LIS數據分析系統設計

任慧朋，周宏宇，李強

中國人民解放軍第九八醫院 信息科，浙江 湖州 313000

基于B/S架構的LIS數據分析系統設計

任慧朋，周宏宇，李強

中國人民解放軍第九八醫院 信息科，浙江 湖州 313000

本文通過對醫院現有實驗室信息管理系統（LIS）的數據進行深度挖掘和分析，采用數據挖掘技術和Web的并發訪問控制技術設計實現了LIS數據分析系統，即為體檢用戶在醫院建立了一個檢驗數據的電子銀行。

LIS；HIS；B/S架構；互聯網；數據分析系統

0 前言

近年，隨著臨床信息系統（Clinical Information System，CIS）的迅猛發展，實驗室信息系統（LIS）被各類醫院相繼引入，也使得檢驗醫學進入了以自動化、信息化、網絡化為主要特征的新時期，有力地提高了實驗室的整體管理水平和檢驗質量。現在，對LIS的應用功能的開發已經成為衡量醫院臨床檢驗自動化水平的標準。

1 LIS應用現狀

1.1 實際應用中存在的問題

就國內外LIS的應用現狀來看，國內LIS的應用起步較晚，國外的LIS技術較為成熟。LIS突出的優勢在于標本的智能分類、集成一體化和條碼自動定位等方面。從國內外整體的情況來看，專門針對患者設計的LIS寥寥無幾，雖然每家LIS公司都在宣稱“自動取單機”如何的智能便利，但實際上取單機昂貴的價格和頻發的故障往往令人難以接受。再分析一下紙質化驗單的作用，因為大部分病人不具備醫學常識，是看不懂化驗單的，只有再次排隊等待醫生。而醫生已經習慣了通過LIS來瀏覽檢驗數據，所以基本不看紙質化驗單。也就是說，病人手中高成本的紙質化驗單只起到了傳遞患者基本信息的功能。

1.2 LIS未來的發展方向

隨著“智慧醫療”理念的拓展，未來醫療信息的發展方向是面向患者，無論是在電子健康檔案還是在區域醫療信息中，LIS檢驗數據都是最重要的組成部分，所以利用互聯網直觀、及時、方便地分享醫療數據結果，具有廣泛的應用前景。實現該目標的關鍵性技術問題就是：如何對LIS的數據進行“精加工”和“智能分析”，并以最簡易的Web方式直觀地呈現給患者。

2 門診調查結果分析

關于本院10000例門診病人的調查結果顯示，需要做檢驗檢查的約為8400人（含軍隊大規模體檢），病人在門診的大部分時間花費在排隊抽血、等化驗單、持單復診這3個步驟。其中最浪費時間的就是等化驗單，由于體檢數據量大，最快也需要1 h才能出結果。對這8400人的化驗結果進行統計分析，結果顯示，其中有4800人的指標沒有任何異常，也就是無需復診，剩余3600人還需復診。但實際上，這8400人全部完成了所有流程。對于醫生來說，其實只要對3600份有異常的化驗單作出診斷即可，但是卻額外多了1.5倍的工作量，真正需要復診的人也要多花1.5倍的排隊復診時間。調查分析示意圖，見圖1。尤其對于軍隊體檢人員，這種現象更為明顯，往往軍人看1次病要往返于醫院好幾趟。

圖1 門診調查分析示意圖

3 系統需求分析

3.1 醫學檢驗工作量逐年增大

近年來，各家醫院的門診量都在成倍增長，這給檢驗科等輔助診斷科室帶來巨大的壓力。對于醫生來說，要在超負荷接診的同時保證確診率；對于患者而言，由于排隊等待的人較多，看病流程中的每個步驟都變得很艱難。有些醫院力圖通過簡化掛號和付費的流程來提高效率（如看病“一卡通”等系統），表面上看來，在收費處排隊的人少了，但化驗科和診室門口依然擁擠不堪，因為最浪費時間的化驗、等單、排隊復診這3個流程沒發生任何改變，沒有從根本上解決問題。

3.2 利用計算機減輕門診醫生壓力

臨床指標診斷是一個非常復雜的過程，最終的診斷結果必須依靠人為經驗來進行確認。無論醫療信息多么先進，也無法代替人腦的主導作用。但我們可以逆向思考，雖然計算機不能判斷出患者有什么病，但是計算機可以判斷出患者有沒有病，而且這個過程和人腦的判斷過程是完全一樣的，就是看數據是否全部達標，并且計算機的效率和準確率遠遠超過人腦。舉例來說，有100份化驗單，其中35份異常，65份正常，計算機在幾秒鐘內即可排查出異常的化驗單；而醫生要按照程序對這100份化驗單進行認真判斷，從而挑出其中35份異常的單子，再分別告知患者其判斷結果，所以目前的就診流程對于醫生和患者都不適用。

3.3 電子記錄檢驗單的優勢

很多患者都精心留存手中的紙質化驗單，其實也只能暫時存住數據，不能存儲實時的診斷結果和指標在某階段內的變化趨勢，意義并不大。隨著信息技術的發展，網絡銀行、支付寶等方便快捷的電子商務技術改變了我們的生活習慣。設想一下，如果把類似的體驗應用在醫療檢驗信息上，每名患者在醫院完成檢驗標本采集后就可回家，然后通過手機短信第一時間獲取是否復診的通知，也可通過互聯網詳細了解檢驗結果的分析情況，并可以儲存長期的電子數據，包括分析結果、醫生診斷、健康提示、變化趨勢等。通俗地講，也就為每個人建立1個身體指標的電子銀行賬戶。

3.4 大規模數據的統計分析需求

目前，醫院針對大規模體檢（軍隊體檢）一般是采取上門服務采血的方式，檢驗結果的反饋完全依靠人工審查和電話通知，即使有體檢系統的幫助也費時費力。如果聯絡不及時還會耽誤病情甚至產生醫療糾紛，同時，對大批量數據進行統計分析是件非常困難的事，比如某軍事訓練部門想對偏遠山區部隊數千名戰士的健康狀況進行評估，就目前來說，這是一項相當復雜的統計工程，其實這些復雜的數據操作處理過程完全可以通過計算機程序來進行。

4 系統結構設計

4.1 數據采集方式

LIS的程序開發方式都是直接提取LIS數據庫的數據，如果客戶端進程過多，數據庫就會產生死鎖、延時、數據不同步等情況，而且數據的安全性和可靠性差。LIS數據庫其實只負責檢驗數據的管理，病人的主要信息還是存儲在醫院信息系統（HIS）數據庫中。綜合以上幾方面的因素，本系統采用了獨立設計的數據庫，并為數據采集的同步提供了專用程序接口，這也是整個系統后臺設計的核心部分，既用到了數據挖掘技術又用到了Web的并發訪問控制技術。數據采集過程示意圖，見圖2。

圖2 數據采集過程示意圖

4.2 數據完整性

要對LIS數據庫的數據進行精確分析，首先要考慮到數據的完整性，不然就會導致分析結果出差錯。因每家醫院的LIS數據會因為試劑、儀器、溫度等各種因素產生差異，所以需要以醫院為獨立單位對數據進行匯總，然后在所有結果基礎上進行統計、查詢、分析等操作。這就要求系統分析字典既要嚴謹又要靈活，這也是系統前臺設計的核心部分。醫院可根據字典分析自行設置判斷條件（在國家標準的范圍內），以單項指標為基本元素進行排列組合。

4.3 系統安全性

考慮信息保密和隱私權等問題，檢驗數據的處理過程應具備可靠的安全防護措施。系統在整體設計上既要考慮到數據的實時快速同步，又要確保數據信息的安全，因此數據傳輸采用了類似“工業級鍋爐自動上水”的模式，其基本原理為數據采集和數據分析在不同的時間段獨立進行，靠雙網閘控制實現絕對的物理隔離。為了不影響客戶端的正常使用，數據采集過程時間極短，通過這種軟硬件結合的防護措施可確保數據流的安全。具體連接示意圖，見圖3。

圖3 系統連接示意圖

5 系統設計技術

系統設計側重于用戶體驗，從人性化方面入手，前臺開發使用了B/S構架，并采用目前國際上最為流行的ROR（Ruby On Rails） 開發模式，使得系統開發周期短、集成性高。隨著移動互聯網的發展，人們已經習慣利用移動設備來獲取信息，系統設計的最終目的是要達到使用電腦、手機、Pad即可瀏覽檢驗數據的效果。

系統后臺采用JAVA語言進行編譯，主要功能就是對LIS數據和HIS數據進行快速采集和轉換。由于檢驗數據量大，分類也比較雜，單項指標的單位標準不統一，這就要求對LIS數據的傳輸要做到精、快、準，由于后臺運算程序的編譯采用了腳本并發技術，傳輸速度可達到10萬條/s，系統的數據庫采用了開源的MYSQL數據庫，可以穩定支持千萬級別數據的運算。

6 結語

系統以“病人”為核心建立了醫療服務體系，利用安全網閘做為門禁，在LIS數據庫和系統數據庫之間建立了一條安全通道,以手機作為信息傳遞媒介，為用戶在醫院建立了一個檢驗數據電子銀行。在系統中，醫院端可靈活設置判斷字典和警告提示，用戶端可以通過微信及時獲得登錄密碼和檢驗結果，并以Web的方式通過手機、Pad等移動設備進行瀏覽。系統在本院的試運行結果顯示，門診化驗的病人至少減少了45%在院等待時間，病人復診排隊時間也縮短了近1/3。

[1] CNAS-CL02,醫學實驗室質量和能力認可準則[S]．

[2] 吳剛珂,倪紅英．基于瀏覽器/服務器結構的LIS開發與應用[J]．現代檢驗醫學雜志,2012,27(6):162-164．

[3] 陸偉．基于Web技術的醫生工作站調閱LIS/RIS/PACS圖文報告的接口設計與實現[J]．中國醫療設備,2012,27(3):38-40．

[4] 王會中,張金樹,孫宇,等．B/S結構LIS系統的應用體會[J]．國際檢驗醫學雜志,2011,32(5):621-622．

[5] 孫玉橋,石磊．檢驗聯機系統在“軍字一號”系統中的開發和應用[J]．解放軍醫管院理雜志,2010,17(5):441-443．

[6] 楊國良,左秀然．新一代LIS系統集成與應用研究[J]．當代醫學, 2010,16(34):17-19．

[7] 亓濤,熊石龍,鄭磊,等．B/S模式在臨床檢驗信息學的應用研究[J]．醫學臨床研究,2007,24(6):984-986．

[8] 廖偉嬌,黎毅敏,陳濤,等．臨床實驗全自動化系統檢驗流水線的建立與應用[J]．中華醫檢驗醫學雜志,2006,29(6):188-199．

[9] 張文增,孫振國,趙冬斌．基于B/S結構的實驗室管理系統開發方案[J]．計算機工程與應用,2002,11(3):232-233．

Design of LIS Data Analysis System Based on B/S Architecture

REN Hui-peng, ZHOU Hong-yu, LI Qiang
Department of Information, The 98thHospital of PLA, Huzhou Zhejiang 313000, China

In this paper, a LIS data analysis system is implemented with data mining technology and control technology of Web concurrent access based on the deep mining and analysis of LIS data in the hospital. Thus an electronic banking of testing data is established for physical examination personnel in the hospital.

LIS; HIS; B/S architecture; Internet; data analysis system

TP274

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.018

1674-1633(2014)03-0056-03

2013-09-10

總后勤部后勤科研項目（CNJ12R007）。

作者郵箱：dapengniao2013@163.com