基于TTS技術的醫院危急值系統開發與應用

□ 張偉峰 ZHANG Wei-feng 章賽飛 ZHANG Sai-fei 泮金鴿 PAN Jin-ge

危急值指患者的檢驗、檢查結果高度異常，當這種異常結果出現時，將有可能危及患者生命，需要醫技部門立即通知臨床醫生給予患者及時、有效的診治，避免患者失去最佳搶救時機。2016年國家衛計委發布的《醫療質量管理辦法》中將危急值報告制度列入《醫療質量安全核心制度》[1]，表明危急值管理已經成為醫院醫療質量管理中不可或缺的組成部分，建立臨床危急值系統將對降低醫療風險，保障患者安全起到至關重要的作用。

國內現狀及發展趨勢

目前，國內醫院檢驗危急值電子化應用較多，但放射、B超、心電、內鏡、病理等檢查類的危急值電子化應用較少，有些醫院仍使用電話通知，手工登記的方式。告知方式仍主要以系統彈框提醒為主，部分醫院還會增加向開單醫生或患者發送短信提醒的功能。應用效果上，系統彈框提醒的消息到達率較高，但確認時間長短不一，尤其是醫護人員不在電腦邊上時，延時確認問題較嚴重。而輔助短信因發送對象固定，實際效果也不太理想，存在一定風險。危急值質量管理上，因軟件系統不同，數據相對獨立，監管難度較大。

我院作為一家綜合性三甲醫院，對于危急值管理制度的落實非常重視，早在2006年就通過LIS系統實現了檢驗危急值電子化管理，經過持續改進，逐漸建立了全院危急值統一監管平臺，實現了LIS、PACS、心電、病理等系統與HIS系統之間的危急值信息互聯互通。同時，為了縮短危急值處置周期，避免因醫務人員不在電腦旁邊等環境因素的干擾，引入TTS(Text to Speech)語音合成技術，將危急值文字報告轉化為語音報告，實現危急值語音告知警告功能，方便了臨床醫務人員快速獲取危急值報告信息。本文主要介紹我院危急值系統的開發和應用情況，旨在為醫院危急值報告流程和方法的優化提供參考。

系統開發

1.開發前準備。為使開發出來的信息系統能夠適應臨床需求和醫院實際環境，切實有效地落實危急值報告制度，首先由醫院質改處召集各醫技部門、急診、體檢、門診辦、信息中心等部門共同商討危急值處置相關事宜。明確軟件開發目的，確定危急值報告范圍及處置流程、方法、人員、時間等關鍵要素，同時對危急值內容進行歸納，尤其是放射、B超、心電、病理等非檢驗類危急值文字描述的標準化處理，便于危急值自動識別和統計分析。

2.系統功能開發

2.1 基于TTS的醫院危急值系統的設計思路。TTS是一種將文本轉化為語音的技術。最早的電腦文本語音數據轉換，是依靠在語音文件目錄中，按照文件名找到一個個事先錄好的語音文件，并按順序播放來實現的。操作起來非常麻煩，而且字詞之間銜接不流暢，沒有語境，效果較差。微軟公司的Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎開發包及市場上基于此引擎推出的TTS語音庫解決了該問題。利用此引擎轉換出來的語音具有自然語音中的聲調、重音、發音速度變化等細微特性，合成的語音清晰自然，富有感染力[2]，為多媒體軟件開發提供了便利。本系統的語音合成部分，正是利用Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎同時結合VW-Liang中文語音庫實現的。具體設計思路如圖1。

圖1 醫院危急值系統設計思路

2.2 檢查類危急值報告電子化的實現。檢查類危急值與檢驗危急值在判讀方式上相差很大。檢驗危急值基本上屬于數值型，可根據性別、年齡等要素設定不同值域范圍，直接由計算機自動比較發現。而檢查類危急值因其包含在一大段的診斷報告中，且診斷報告的描述往往以自然語言描述的方式存在，很難讓軟件系統自動判斷出報告是否存在危急值。本功能的實現方法是依托原有PACS等信息系統，根據本院《危急值管理制度》中定義的危急值文字描述，分別建立危急值標準化字典。同時，為字典中的每條危急值設定關鍵字。如B超危急值：“急性心肌梗死”。可設定1個主關鍵詞“急”，3個輔助關鍵詞“心肌”、“梗”、“死”。程序上定義主關鍵詞與輔助關鍵詞之間使用邏輯關系符“and”，輔助關鍵詞之間使用邏輯關系符“or”，以此形成危急值特征表達式。醫生在審核診斷報告時，軟件系統根據特征表達式在診斷報告中進行全文檢索，判斷是否存在危急值。承上例，系統在搜索時發現報告中有“急”字，并且同時包含“心肌”、“梗”或“死”三個關鍵字中的任意一個關鍵字時，則判斷存在危急值風險，此時系統進行自動彈框提醒。診斷醫生根據提醒再度核查報告內容。確屬危急值的，從危急值字典中選擇對應危急值保存到系統數據庫中，系統同時觸發中間件寫入危急值平臺數據庫。

2.3 危急值數據歸集的實現。醫院危急值數據來源較多，除常見的檢驗LIS系統外，還包括PACS、心電、病理等醫院信息系統。根據軟件廠家的配合程度，可采用兩種不同的對接模式。一是接口模式。這種模式需要軟件廠家對原有信息系統進行改造，適合廠家配合程度高的軟件。系統設計在審核報告環節調用接口，實現數據交互，將危急值內容寫入危急值平臺數據庫。臨床確認危急值時，再次調用此接口，將危急值狀態等處置信息回寫給原系統，以完成閉環。第二種模式是通過數據庫dblink+觸發器的方式實現。這種方式適合廠家配合程度低的軟件。因無法修改軟件系統，可在兩套系統的數據庫間分別建立兩個dblink鏈接，用于數據庫間數據互訪。同時分別在數據庫上各建立一個觸發器，以insert、delete、update危急值表為判斷條件，觸發數據庫觸發器運行，實現兩個數據庫間危急值數據的插入、刪除和狀態修改，實現不修改源代碼的情況下達到危急值數據歸集的目的。

2.4 TTS語音播報功能的實現。首先在操作系統中安裝Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎與VW-Liang中文語音庫，以提供TTS開發環境，然后使用Power Builder9.0進行程序開發。代碼編寫主要包括程序間的數據傳參，語音庫列表與音頻輸出驅動的獲取，文字朗讀控制，timer函數事件的循環執行幾個部分。最后將程序進行編譯，做成TTS語音小程序，并放置于臨床或醫技科室業務程序目錄下。當業務程序監測到危急值時，立即彈窗提醒并強制窗體顯示在電腦屏幕最前端，不確認無法關閉提醒窗口。同時，加載TTS語音小程序并將患者信息、危急值信息整合后傳遞過去實現語音輸出。

2.5 危急值反饋模塊的實現。建立反饋模塊的目的是因為危急值存在未及時送達的可能。具體情況可分為三種：一是醫技科室漏發；二是已發送，但系統故障，數據沒有從原系統中寫入危急值平臺數據庫；三是臨床醫務人員沒有關注到。為降低上述情況的影響，確保危急值數據快速并且100%發送，危急值反饋程序必須在原業務系統數據庫的基礎上進行二次開發。為了醒目，程序以大屏幕投放的方式展現，同時結合色彩管理，在危急值產生時就開始倒計時。5分鐘內記錄為綠色，超過5分鐘未發送或未確認該條記錄顯示為紅色，同時調用TTS語音小程序進行語音告知警告，促使醫技科室采取措施予以補救。

2.6 危急值監管模塊的實現。危急值監管模塊主要契合管理部門需求進行開發，以形成各種報表為主。例如能夠分類展示各種危急值詳細信息，能夠統計危急值確認時長等。通過對這些報表的應用，可以達到管理部門監管全院危急值的目的。

危急值系統應用情況

系統投入使用后，臨床反映良好。同時，對比歷史數據發現，通過TTS語音告知警告方式傳遞的危急值，處置周期明顯比其他方式縮短，這說明TTS語音告知警告方式在危急值消息傳遞中具有顯著作用。總體而言，危急值系統的應用有效降低了醫療風險，保障了患者安全。而危急值監管模塊的使用，也促使醫務部門不斷地通過數據分析發現和整改危急值處置中存在的問題，提高了整體醫療質量。