基于臨床數據中心的智能化單病種上報管理系統的設計和實現

趙俊輝，洪懷江

麗水市中心醫院 信息中心，浙江 麗水 323000

引言

單病種質量管理是指對單病種的醫療過程質量和診療結果實時監控，建立多個維度的觀測點，精確測量出關鍵診療事件的規范化程度[1-3]，并通過數學方法，建立數學模型化應用工具，以期在實際應用中反映出醫療服務結構中存在的問題，并逐步對醫療質量加以改進，有效提升醫院質量管理的精細化程度[4-5]。

2020年7月，國家衛生健康委辦公廳發布《關于進一步加強單病種質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控，強調要充分利用信息化手段開展工作，提高醫療質量管理的精細化、科學化程度。同時，在國家衛生健康委發布的新版三級綜合醫院評審標準、二級綜合醫院評審標準與實施細則中，將單病種的質量控制管理納入了《三級綜合醫院評審標準》[7]，作為醫院評審的重要內容之一。

目前單病種管理還存在一些難點：① 醫學臨床資料復雜多樣，同時醫生病歷的書寫具有自主性和個性化的特征，結構化程度不高[8]，醫療術語名稱使用不規范[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，并由醫生手工上報，不僅大大增加了醫生的工作量，而且無法保證數據的準確性。本研究設計智能化單病種質量管理系統，運用數字化信息手段自動抓取患者醫療數據資料，建立以患者為中心的臨床數據模型，單病種自動入組，通過網閘實現醫院內網直接與國家的單病種管理平臺對接，以期提升醫生的工作效率，提高單病種的數據質量，助力醫學科研和衛生決策。

1 材料與方法

1.1 研究內容和方法

基于醫院的臨床數據中心（Clinical Data Resposiry，CDR）平臺，采用數據倉庫（Extract-Transform-Load，ETL）、企業服務總線（Enterprise Service Bus，ESB）[10]、自然語言處理（Natural Language Processing，NLP）等技術對業務系統源數據進行數據深度清洗、標準化轉換、結構化存儲[11]，建立以患者為中心、設計標準統一臨床數據模型的智能化單病種上報管理系統。

主要內容包括：滿足質控部門和業務科室對單病種管理需求；以患者為中心建立單病種數據模型；醫生單病種填寫上報；通過網閘將醫院內網的數據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技術架構圖

1.2 選用開發工具及關鍵技術

智能化單病種上報管理系統前端是基于Windows操作系統，Chrome內核，B/S架構，以C#編程語言開發的Web頁面；后端是基于X86服務器，Ubuntu操作系統，POSTGRE SQL數據庫，使用kettle spoon工具進行數據抓取，通過NLP結構化，將病歷文書、檢查報告等非結構化數據轉換為結構化存儲，建立以患者為中心的數據模型。網絡方面：智能化單病種上報管理系統部署在醫院的內網環境，通過網閘設備將醫院內網的單病種服務器和國家單病種管理平臺鏈接。

1.3 數據集成

單病種上報管理系統的數據集成框架包含4層，分別為數據存儲層、數據整合層、數據治理層、數據治理管理層。

（1）數據存儲層：主要實現業務數據復制存儲，即通過數據變更捕獲（Change Data Capture，CDC）機制獲取實時變更數據，并使用ETL技術，將數據中心的醫院管理信息系統（Hospital Information System，HIS）、電子病歷系統（Electronic Medical Record，EMR）、實驗室信息管理系 統（Laboratory Information Management System，LIS）、影像歸檔和通信系統（Picture Archiving and Communication System，PACS）、手麻系統、病理系統、心電圖系統、護理系統等系統中的患者醫療數據抽取到單病種數據庫[12-14]。

（2）數據整合層：主要實現將業務系統中患者的醫療數據經過數據清洗、轉換、標準化、結構化存儲到數據庫中。通過NLP結構化，參考ICD-10、LOINC、SNOMED CT等國際標準建立醫學術語標準體系，將病歷文書、檢查報告等非結構化數據轉換為結構化存儲。

（3）數據治理層：主要實現數據的深度治理，基于先進的NLP、知識圖譜等人工智能（Artificial Intelligence，AI）引擎，實現對數據整合層數據的智能補全和糾錯，將患者不同時期、不同系統中的診療數據關聯，建立患者唯一標識，以患者為中心建立數據模型[15]。

（4）數據治理管理層：主要實現數據模型維護、元數據管理、主數據管理、臨床數據在線探查與分析、數據質量評估分析、數據集成過程監控與管理，真正實現數據管理標準化、集成過程透明化、數據分析可視化。

1.4 網絡設置

通過網閘從物理上隔離、阻斷對內網具有潛在攻擊可能的一切網絡連接，使外部攻擊者無法直接入侵、攻擊或破壞內網，保障醫院內部主機和數據安全。

在網閘設備上配置國家單病種管理平臺的域名qapi.ncis.cn，在醫院內網的單病種上報服務器上將國家單病種管理平臺的域名指向網閘設備的IP地址，實現醫護人員通過醫院的內網直接訪問國家單病種管理平臺，并將單病種數據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通過AI技術自動抓取患者基本信息、診斷、醫囑、檢驗檢查、病程記錄、護理記錄信息，依據國家衛生委員會公布的疾病篩查標準（患者診斷ICD編碼+手術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，結腸癌（手術治療）依據診斷ICD編碼+手術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 到達醫院前已經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，將管床醫生自動分配為填報醫生，并將相應的醫療數據自動填寫到患者上報界面，通過自動采集可減少醫生的填寫項。改進以往的通過篩選診斷ICD編碼+手術ICD編碼患者，再人工判斷是否入組，最后由醫生在內網查閱患者資料，手工在外網上報單病種的方式。

在填報表單頁面（圖2）設置相應的提醒和快速跳轉定位功能，提高醫生的填寫效率。在必填項的下方以紅色字體提醒，右側設有主題導航，方便快速定位跳轉到填寫項。某一主題下存在未填項時，導航主題變為紅色，用戶點擊該主題，即快速跳轉定位至未填項。當醫生存在未填必填項時，如點擊保存，則光標自動跳轉至表單的最上面一個未填項，實現醫生的快速定位填寫。

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、已上報人數、各個病種的上報率等指標數據進行統計分析（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據進行統計分析（圖4）。各項指標分析在系統里能以圖形和表格的形式實時直觀體現，為醫院管理提供科學依據。

圖3 全院上報情況監控

圖4 科室情況細化分析

1.7 統計學分析

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

2 應用效果

選取2021年9—11月為系統上線前，2021年12月至2022年2月為系統上線后，比較系統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日智能化單病種質量管理系統上線后，上報的單病種覆蓋面更廣，從系統上線前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計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 系統上線前后病種數據比較

3 討論與總結

我院的智能化單病種質量管理系統是醫院管理層的管理學、各個臨床科室醫護人員的專業知識、信息中心的數字化技術等多學科融合的結晶，運用數字化信息手段自動抓取患者診療過程中各個環節的醫療數據資料，并判斷單病種入組條件和采集單病種填報相關信息，提醒相應的主管醫生及時完成單病種上報，待醫生補充完善，質管處確認審核后，系統自動推送單病種數據，通過網閘實現將醫院內網的數據直接上傳到國家的互聯網單病種管理平臺，改善以往通過醫院內網完成數據填寫，再導出成Excel到外網進行上報的繁瑣操作[17]。通過網閘從物理上將互聯網與醫院的內網進行隔離，阻斷對內網具有潛在攻擊可能的一切網絡連接，即讓醫生上報工作變得方便快捷、單病種數據更加準確，并保障醫院內部主機和數據安全。同時，單病種上報材料的管理也更為集中有序，實現統一管理，使醫療管理部門能夠更準確地掌握診療過程中的各個環節，并可以多維度地進行質控指標分析[18]，提高了管理效率、降低了管理成本。提高單病種的數據質量，有助于實現醫院醫療質量控制的精細化管理，有利于醫學科研和衛生決策[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，為醫護人員提供操作簡單的醫療信息軟件，是醫療信息人共同研究的課題。