慢性阻塞性肺疾病患者診療信息系統的設計與實現

崔菲菲，萬振，劉曉龍

天津市海河醫院信息科 （天津 300350）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以持續性氣流受限為主要特征的可防、可治的慢性氣道阻塞性疾病[1]。COPD 的早期診斷、急性加重情況的預防、及時給予干預，對降低患者的病死率，提高患者的生命質量具有重要的現實意義[2-3]。這依賴于患者診療信息的實時性、完整性。隨著云計算技術的不斷成熟，將傳統資源受限的監護設備數據轉移到服務器端，可以提高運算速度和存儲數量。監護設備負責采集數據并把數據傳輸至服務器，服務器對數據進行統計及相關計算。醫師通過可視化界面查看患者完整診療信息，有利于提高醫療服務質量。

1 COPD 患者診療現狀

COPD 患者病情遷延難愈，帶來了嚴重的經濟及社會負擔[4]。由于COPD 病程較長，導致患者治療依從性較差[5]。COPD 患者多為老年人，行動不便，不能及時復查，病情急性加重時，不能得到很好的治療。目前對COPD 患者的健康監護系統過分依賴于提高監護設備性能來獲取更好的監護效果[6]。監護設備資源有限，無法存儲大量的數據且計算能力受限。因此，探尋有效預防及治療COPD 患者的方式，降低COPD 發病率，改善患者的生命質量具有重要意義。

2 系統總體設計

為了優化、完善COPD 患者的診療過程，本研究設計實現COPD 患者診療信息系統，獲取COPD 患者可穿戴設備數據，包括血氧數據和肺功能數據。將患者在我院的門診信息、住院就診影像信息、檢驗信息、醫囑用藥信息、診斷信息、手術信息、病歷信息等有效串聯，從而實現預防COPD 急性加重、規范化治療、治療效果評估、疾病癥狀及特征監測，見圖1。

2.1 網絡架構設計

圖1 系統總體設計

COPD 患者通過可穿戴設備采集肺功能及血氧信息，系統采用兩種方式上傳：（1）通過USB 線上傳至電腦端；（2）通過藍牙方式傳遞到手機端。隨后將數據上傳至可穿戴設備云服務器，云服務器端分析患者數據信息形成分析報告，并將數據和報告傳輸到COPD 診療系統云服務器。采集患者在我院診療的信息，包括檢驗、診斷、病歷、影像等信息。系統通過接口程序，將HIS、LIS、PACS、EMR等多個數據庫中的數據通過核心交換機，傳輸到本地服務器，上傳至COPD 診療系統云服務器，從而實現COPD 患者多方面數據的匯總，見圖2。

圖2 設備網絡圖

2.2 系統接口設計

系統通過可穿戴設備客戶端為COPD 患者建立檔案，可穿戴設備醫師端向COPD 診療系統云端發起訪問授權請求，COPD 診療系統云端返回授權結果。COPD 診療系統云端向醫院系統集成服務器端發起訪問授權請求，醫院系統集成服務器端將患者在醫院期間的診療信息發送至COPD診療系統云端。可穿戴設備監測患者肺功能和血氧信息，向醫師端傳輸數據，由可穿戴設備醫師端向其云端上傳數據。可穿戴設備云端生成報告，向COPD 診療系統云端發送訪問授權請求，并推送報告。COPD 診療系統云端向其醫師端發送患者信息和報告信息，見圖3。

圖3 設備接口時序圖

3 系統模塊設計

3.1 可穿戴設備的信息采集

本系統使用的可穿戴設備包含肺功能儀和無線血氧檢測儀，具有攜帶方便、操作簡單的特點[7]，患者及家屬很容易準確操作。醫師可以在電腦軟件端錄入患者信息，包含姓名、性別、年齡、身份證號、體重、是否吸煙等信息，也可在儀器界面操作，見圖4和圖5。將設置好的肺功能儀、血氧儀交由患者，患者每日在家中自行檢測血氧、脈率、肺功能指標，指標進行代碼轉換及加密后，經過互聯網上傳到COPD 診療系統云端服務器，解密后用于患者指標實時監測及后期數據分析。

圖4 軟件端患者信息錄入界面

圖5 肺功能儀患者信息錄入界面

肺功能儀、血氧儀數據上傳采用兩種方式：（1）通過USB 線傳遞到電腦軟件端；（2）通過藍牙方式傳遞到手機軟件端（圖6）。通過手機端或者電腦端將數據上傳至可穿戴設備云服務器，等待進一步處理。

圖6 手機APP 端傳遞數據界面

3.2 患者基本信息采集

為了確保患者信息的全面性和完整性，本系統采集COPD 患者在我院的就診信息。患者來我院就診會在多個醫療系統產生信息，包含患者的檢驗信息、電子病歷信息、影像信息、診斷信息、用藥信息、手術信息等，這些信息分別保存在不同的數據庫。因此，只有通過調用各數據庫系統中的相關信息，建立唯一索引號將多個醫療信息系統有效地關聯在一起，實現各個系統之間的互聯互通，才能保證同一個患者分布在不同系統中的個人信息的完整性與準確性。由于我院患者網上預約系統通過醫保卡或者身份證進行預約，自費患者也可通過身份證直接進行門診掛號或辦理住院，因此，本系統采用患者身份證號作為唯一的索引標識，保證了患者主索引信息的準確性。

此模塊的設計重點是針對我院HIS、LIS、PACS、EMR等多個醫療信息系統數據庫表結構進行深入分析，分析單個數據庫的字段間關系，分析多個數據庫之間的關聯關系，將各系統COPD 患者相關信息提取到本地服務器，對數據進行整合、篩選，上傳至COPD 診療系統云服務器。

3.3 COPD 患者診療管理

COPD 患者診療信息系統醫師手機軟件具備指標實時監測、異常報警、智能分析功能，見圖7。系統能夠很好地追蹤COPD 患者的病情變化，醫護人員可通過患者反饋的數據進行急性加重早期的診斷與治療。系統向患者的手機發送信息，幫助患者獲得診療相關信息，包括定期藥物提醒、疾病相關知識、用藥及檢查提醒等，提高患者的治療依從性和自我管理能力。

4 應用效果

COPD 患者診療信息系統經過一段時間的運行，方案可行，運行穩定。系統的指標實時監測、異常報警、智能分析等功能，起到了輔助診療的作用，節約了醫護人員大量時間，提高了工作效率。系統實現了信息實時傳輸，醫院數據充分動態挖掘，醫療數據資源共享，改變了在局域網內對數據進行分析的傳統模式，在應用過程中對醫院海量數據進行提取、挖掘[8]，對COPD 患者病情發展進行有效預測，提高了COPD 患者的管理水平。

圖7 COPD 患者診療信息系統醫師端

5 結論

醫療數據的集成應用和數據安全是COPD 患者診療信息系統建立的前提。本系統的建立包含了多維數據庫[9]，患者診療信息全面，方便醫師了解患者病史，對患者進行全周期管理；系統借助可穿戴設備對患者進行實時監測，醫師可以隨時關注患者的肺功能、血氧指標等變化情況，對患者進行精準化管理，通過多重信息渠道的綜合應用達到精準治療，并根據指標變化及時調整治療和用藥方案，達到最佳治療效果；為患者提供高質量的醫療服務，開辟了新的管理模式。