新一代實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)

楊麗華,鄭蜀芳,張 渝,府偉靈△

1.陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，重慶400037；2.陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院信息科，重慶 400038

近20年來(lái)，隨著檢驗(yàn)信息系統(tǒng)(LIS)的廣泛應(yīng)用，LIS無(wú)論在效率和效益方面都對(duì)臨床檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步起到了巨大的促進(jìn)作用。同時(shí)，LIS在減少轉(zhuǎn)錄錯(cuò)誤、減少?gòu)臉?biāo)本接收到出具報(bào)告的時(shí)間、提供臨床危急值報(bào)警信息、初步達(dá)到ISO15189實(shí)驗(yàn)室國(guó)際質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。優(yōu)化的全院檢驗(yàn)流程設(shè)計(jì)，也使臨床檢驗(yàn)全域效率得到有效提升。

目前國(guó)內(nèi)大多LIS基本都可以滿(mǎn)足10個(gè)方面的功能需求：(1)支持與各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備通訊，支持儀器單向、雙向信息傳輸。(2)臨床檢驗(yàn)醫(yī)囑服務(wù)，支持醫(yī)囑申請(qǐng)、醫(yī)囑刪除、醫(yī)囑執(zhí)行、醫(yī)囑撤銷(xiāo)、醫(yī)囑變更、醫(yī)囑查詢(xún)、從醫(yī)囑系統(tǒng)中獲取檢驗(yàn)申請(qǐng)。(3)支持檢驗(yàn)申請(qǐng)的條形碼打印管理。(4)支持檢驗(yàn)醫(yī)囑、檢驗(yàn)申請(qǐng)執(zhí)行狀態(tài)查看，支持報(bào)告瀏覽、檢驗(yàn)項(xiàng)目歷史時(shí)間線(xiàn)查看、報(bào)告打印，集約報(bào)告打印。(5)臨床檢驗(yàn)流程關(guān)鍵點(diǎn)管理，包括標(biāo)本采集、標(biāo)本收集確認(rèn)、標(biāo)本接收確認(rèn)。(6)支持各類(lèi)檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)費(fèi)。(7)支持實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)、室間質(zhì)量控制。(8)支持報(bào)告及圖文報(bào)告發(fā)送。(9)支持實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控，將檢驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的一些異常情況及時(shí)通知檢驗(yàn)人員進(jìn)行干預(yù)，提高檢驗(yàn)的及時(shí)性及準(zhǔn)確性。實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控內(nèi)容包括各類(lèi)標(biāo)本回報(bào)時(shí)間(TAT)超時(shí)、報(bào)告危急值及時(shí)送達(dá)臨床提醒。(10)自助報(bào)告，患者憑條形碼回執(zhí)單到自助報(bào)告取單機(jī)獲取檢驗(yàn)報(bào)告單。這些實(shí)驗(yàn)室信息化已經(jīng)初步達(dá)到醫(yī)院內(nèi)全流程覆蓋，醫(yī)院內(nèi)全崗位滿(mǎn)足，醫(yī)院內(nèi)患者就醫(yī)全場(chǎng)景服務(wù)功能。

1 目前區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室的新需求分析

1.1國(guó)家檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)工作需要 2021年7月，國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)檢查檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)工作的通知》[1]中對(duì)各省級(jí)衛(wèi)生健康行政部門(mén)提出明確要求：參照國(guó)家健康信息平臺(tái)實(shí)施功能要求，加強(qiáng)區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)區(qū)域平臺(tái)建設(shè)。通過(guò)建立醫(yī)療機(jī)構(gòu)區(qū)域?qū)嶒?yàn)室中心平臺(tái)，通過(guò)信息化技術(shù)加速推進(jìn)檢驗(yàn)結(jié)果共享，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)間檢驗(yàn)結(jié)果的互聯(lián)互認(rèn)，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果服務(wù)共享。

但是要突破各級(jí)醫(yī)療單位實(shí)驗(yàn)室報(bào)告“能認(rèn)”“敢認(rèn)”“愿認(rèn)”的三道關(guān)卡，必須在信息化上進(jìn)行突破，才能使得報(bào)告互認(rèn)工作有落地價(jià)值。

根據(jù)《關(guān)于加快推進(jìn)檢查檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)工作的通知》規(guī)定，醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)標(biāo)志統(tǒng)一為“*HR”[1]。臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目參加完各級(jí)質(zhì)控組織開(kāi)展的質(zhì)量評(píng)價(jià)并合格后，對(duì)應(yīng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)必須通過(guò)信息系統(tǒng)標(biāo)注其相應(yīng)的互認(rèn)范圍+互認(rèn)標(biāo)識(shí)。因此各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家醫(yī)院信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，將符合要求的臨床檢驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)換成與醫(yī)院信息平臺(tái)融合、一致“能認(rèn)”的電子格式，以此無(wú)縫服務(wù)出現(xiàn)在各級(jí)診療環(huán)節(jié)的醫(yī)護(hù)人員面前。

“敢認(rèn)”要基于“以保障質(zhì)量安全為底線(xiàn)，以質(zhì)量控制合格為前提”[1]。為此，必須始終基于國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)流程，通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)本地區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)質(zhì)量與區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室同質(zhì)化。并且實(shí)現(xiàn)各責(zé)任主體依法依規(guī)承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，在信息化支撐下有跡可查，責(zé)任清楚。

隨著《關(guān)于加快推進(jìn)檢查檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)工作的通知》的出臺(tái)，公立醫(yī)院的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)效益空間被進(jìn)一步規(guī)范，“愿認(rèn)”是基于國(guó)家衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)績(jī)效設(shè)計(jì)保證的。為此，各級(jí)醫(yī)保部門(mén)將會(huì)合理確定醫(yī)保基金預(yù)算總額，積極開(kāi)展檢驗(yàn)結(jié)果互認(rèn)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以降本增效，為了實(shí)現(xiàn)這一“愿認(rèn)”制度設(shè)計(jì)，只有通過(guò)區(qū)域信息化平臺(tái)才能保證區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)變化、擁抱變化。

1.2人工智能智能應(yīng)用 建設(shè)AI智能化實(shí)驗(yàn)室是全球新一代實(shí)驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì)[2]，以實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本零接觸為目標(biāo)，打造高效且安全的標(biāo)本運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，讓患者享有快速、精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)質(zhì)量，在新型冠狀病毒感染疫情下有特殊意義。特別是在突發(fā)疫情情況下，提升實(shí)驗(yàn)室報(bào)告時(shí)效和提升中心實(shí)驗(yàn)室量能關(guān)系國(guó)家防疫組織的能力，意義非常重大。

基于平臺(tái)的環(huán)LIS的 AI業(yè)務(wù)可分為4個(gè)層面[2-3]，即業(yè)務(wù)源數(shù)據(jù)層、集成與治理層、數(shù)據(jù)湖層以及應(yīng)用層。其中業(yè)務(wù)源數(shù)據(jù)層由各業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成，即醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、電子病歷系統(tǒng)(EMR)、LIS、醫(yī)學(xué)圖像傳輸系統(tǒng)(PACS)等。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)消息引擎與基于AI的數(shù)據(jù)治理引擎做集成。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)基于AI的技術(shù)完成治理后形成了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)湖，包括臨床數(shù)據(jù)中心(CDR)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心(ODR)和科研數(shù)據(jù)中心(RDR)。環(huán)LIS集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用，并以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理，更好地對(duì)臨床診療、專(zhuān)病研究、臨床科研管理決策起到支撐應(yīng)用，提升了醫(yī)學(xué)科研及應(yīng)用效能。

1.3跨傳統(tǒng)區(qū)域邊界遠(yuǎn)程應(yīng)用 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療已成為廣大社會(huì)群眾新醫(yī)療需求。這就要求區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)集成平臺(tái)具備以下新功能：實(shí)現(xiàn)服務(wù)遠(yuǎn)程診斷需要的區(qū)域醫(yī)療數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理；基于臨床專(zhuān)家會(huì)診場(chǎng)景的電子檢驗(yàn)報(bào)告呈現(xiàn)；能夠根據(jù)地區(qū)性、歷史性的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)做流行病學(xué)多維分析；能夠快速、靈活實(shí)現(xiàn)區(qū)域標(biāo)本的送檢管理，其區(qū)域可從省區(qū)、市區(qū)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)和社區(qū)醫(yī)院；患者通過(guò)合理認(rèn)證、授權(quán)可在區(qū)域檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)結(jié)果的互認(rèn)和檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的調(diào)用共享；支持檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)人員在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教學(xué)中跨區(qū)域共享數(shù)據(jù)。這些新形勢(shì)下的迫切需求，都需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室LIS的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行新的設(shè)計(jì)與改造。

2 傳統(tǒng)LIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析

國(guó)內(nèi)醫(yī)療信息化歷經(jīng)30年的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)的業(yè)務(wù)除了HIS、LIS、EMRS等系統(tǒng)外，各類(lèi)系統(tǒng)多至百計(jì)。當(dāng)前各主流廠(chǎng)家的LIS的系統(tǒng)架構(gòu)基本都是基于中心化原則開(kāi)發(fā)的。無(wú)論是傳統(tǒng)客戶(hù)/服務(wù)器(Client/Server) 模式，還是企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)(EBS)模式。這些信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)都無(wú)法有效解決以下問(wèn)題：(1)靈活、快速的信息化集成問(wèn)題。基于疫情，大型醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在區(qū)域疫情防控和區(qū)域醫(yī)療協(xié)同中越來(lái)越要應(yīng)對(duì)不斷變化的區(qū)域?qū)嶒?yàn)室各類(lèi)功能需要，這特別需要區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室LIS可以快速、靈活集成配置。(2)單一中心醫(yī)院內(nèi)運(yùn)行業(yè)務(wù)與跨區(qū)域信息化混合模式問(wèn)題。當(dāng)前基于區(qū)域醫(yī)療中心社會(huì)責(zé)任，需要在政府政策主導(dǎo)下拉通醫(yī)療中心的信息化服務(wù)范圍。區(qū)域中心醫(yī)院在下級(jí)醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院、診所、臨時(shí)采樣點(diǎn)之間要實(shí)現(xiàn)快速組織一體化，需要一種新的信息化服務(wù)組織模式。(3)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)放迭代問(wèn)題。歷史累積的各種實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)治理理念下已是一筆社會(huì)資產(chǎn)，各級(jí)醫(yī)院應(yīng)該在國(guó)家的數(shù)據(jù)保護(hù)要求下，開(kāi)放各種應(yīng)用，服務(wù)于社會(huì)醫(yī)療進(jìn)步。同時(shí)醫(yī)保的發(fā)展以及患者的保健需要也是開(kāi)放數(shù)據(jù)的必然趨勢(shì)。應(yīng)該鼓勵(lì)各類(lèi)醫(yī)療信息化廠(chǎng)家基于標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)社會(huì)需要的各類(lèi)健康應(yīng)用服務(wù)，以服務(wù)大眾。為此應(yīng)該開(kāi)展基于各類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的共享實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)信息開(kāi)放應(yīng)用及迭代提交服務(wù)。基于這樣的理念，未來(lái)發(fā)展也需要一種新型信息結(jié)構(gòu)支撐。

3 基于微服務(wù)的LIS體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

顯然基于目前新需求的出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)新系統(tǒng)架構(gòu)引入微服務(wù)是必須的[4-6]。基于新業(yè)務(wù)需求的LIS微服務(wù)架構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 區(qū)域?qū)嶒?yàn)室LIS微服務(wù)組成示意圖

3.1微服務(wù)架構(gòu)特點(diǎn) 敏捷和快速實(shí)施是微服務(wù)迭代的需求核心。微服務(wù)項(xiàng)目通常涉及重構(gòu)應(yīng)用程序，因此更易于管理，而面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)則關(guān)注于改變IT服務(wù)在企業(yè)范圍內(nèi)的工作方式。微服務(wù)項(xiàng)目的成功實(shí)施要基于以下微服務(wù)特點(diǎn)實(shí)施[5]。(1)合理可控的復(fù)雜度:微服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)理念需要將大型信息系統(tǒng)按業(yè)務(wù)最小功能分解為功能單一、易于管理的服務(wù)群。新系統(tǒng)的劃分粒度既要基于穩(wěn)定業(yè)務(wù)單一性，也要使得軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間在可控范圍內(nèi)。(2)支持動(dòng)態(tài)架構(gòu)搭建:對(duì)大型復(fù)雜歷史累積應(yīng)用系統(tǒng)，可將多個(gè)微服務(wù)采用負(fù)載均衡的分布式架構(gòu)搭建，既滿(mǎn)足了用戶(hù)性能要求也使得系統(tǒng)可以合理迭代開(kāi)發(fā)。(3)開(kāi)發(fā)技術(shù)多元化迭代:每個(gè)微服務(wù)既可根據(jù)業(yè)務(wù)功能特點(diǎn)及業(yè)務(wù)的歷史累積代碼資源選擇適合的技術(shù)開(kāi)發(fā)，這樣既保護(hù)了歷史資產(chǎn)也使得系統(tǒng)不斷提升性能，這對(duì)于LIS這樣的傳統(tǒng)信息系統(tǒng)是非常必要的。(4)有效保證了新型業(yè)務(wù)功能的快速落地：在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)迭代發(fā)展的原則下，新邏輯建立的微服務(wù)功能，可獨(dú)立發(fā)布變更。新拓展業(yè)務(wù)微服務(wù)可獨(dú)立封裝業(yè)務(wù)邏輯，以獨(dú)立進(jìn)程運(yùn)行，可以積木式搭建，而不影響其他微服務(wù)，適合區(qū)域LIS的新型業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

3.2微服務(wù)架構(gòu)與SOA 對(duì)比 SOA 是一種基于消息傳送的服務(wù)架構(gòu)[7-8]。它將多個(gè)服務(wù)和服務(wù)之間通過(guò)相互依賴(lài)提供一系列的功能。它的系統(tǒng)應(yīng)用核心是單一業(yè)務(wù)邏輯。以服務(wù)封裝整體業(yè)務(wù)流程，通過(guò)ESB對(duì)所有業(yè)務(wù)流程實(shí)施控制、跟蹤、改進(jìn)。微服務(wù)架構(gòu)其實(shí)是 SOA 的發(fā)展。微服務(wù)架構(gòu)更強(qiáng)調(diào)的是“業(yè)務(wù)需要徹底的組件化和服務(wù)化”。原有的單個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)會(huì)拆分為多個(gè)可以獨(dú)立開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行的小應(yīng)用微服務(wù)。ESB就相當(dāng)于一根消息管道，用來(lái)連接各個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)。通過(guò)ESB 做了消息的轉(zhuǎn)化解釋和路由工作，集成不同系統(tǒng)、不同協(xié)議的服務(wù)，使得不同的服務(wù)互聯(lián)互通。應(yīng)用程序(API)網(wǎng)關(guān):API網(wǎng)關(guān)是一個(gè)接口服務(wù)器，是外部系統(tǒng)的唯一入口。API網(wǎng)關(guān)封裝了系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)，為每個(gè)遠(yuǎn)程客戶(hù)端提供一個(gè)定制的API。它具有綜合外部鏈接職責(zé)，如ID驗(yàn)證、性能監(jiān)控、負(fù)載均衡、靜態(tài)響應(yīng)處理。它與以往接口比較，特點(diǎn)是所有的客戶(hù)端和消費(fèi)端都通過(guò)統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)接入微服務(wù)，在網(wǎng)關(guān)層處理所有的非業(yè)務(wù)功能。

微服務(wù)采用從新定義的更小服務(wù)，沒(méi)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的ESB。它將應(yīng)用構(gòu)建為一組相互配合的服務(wù)，每個(gè)服務(wù)業(yè)務(wù)單一、功能明確。服務(wù)間采用輕量級(jí)通信進(jìn)行接口調(diào)用，如FHIR協(xié)議。FHIR定義了許多信息交換機(jī)制，如可在JSON中交換的RESTful資源和XML數(shù)據(jù)格式。該標(biāo)準(zhǔn)還定義了可以通過(guò)RESTful API提供資源信息交流的范式[9-10]。

微服務(wù)架構(gòu)與SOA 在許多方面不同，主要區(qū)別如表1所示。

表1 微服務(wù)架構(gòu)與SOA性能對(duì)比表

3.3新一代LIS迭代建立過(guò)程微服務(wù)的拆分原則 微服務(wù)平臺(tái)建設(shè)是個(gè)不斷迭代完善的過(guò)程[11-13]。在系統(tǒng)建設(shè)中，首先要基于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)域的業(yè)務(wù)連續(xù)，實(shí)施原有LIS業(yè)務(wù)的遷移，以保證實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的延續(xù)、穩(wěn)定，再基于此原則實(shí)施微服務(wù)功能優(yōu)化和補(bǔ)充。同時(shí)在迭代過(guò)程中不斷迭代優(yōu)化微服務(wù)的性能等方面，確保新微服務(wù)的高性能和可靠性。在穩(wěn)定業(yè)務(wù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上拆分業(yè)務(wù)需求，不斷抽取、沉淀共享業(yè)務(wù)微服務(wù)，使之為更多的定制業(yè)務(wù)提供公共微服務(wù)。

核心原則：(1)要正視熟悉LIS業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍對(duì)微服務(wù)的拆分技術(shù)不熟悉的問(wèn)題。微服務(wù)功能是用面向業(yè)務(wù)的方式正式表達(dá)的API。它們封裝出的軟件核心業(yè)務(wù)能力是企業(yè)的重要資產(chǎn)[14-15]。合理拆分的微服務(wù)是一個(gè)LIS軟件工程師的能力提升過(guò)程。在基于微服務(wù)的LIS轉(zhuǎn)型發(fā)展過(guò)程中，熟悉LIS業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍能夠基于穩(wěn)定資產(chǎn)的理念建立高質(zhì)量的微服務(wù)是一個(gè)逐漸成長(zhǎng)的過(guò)程，因此需要遵循循序漸進(jìn)的原則。(2)在微服務(wù)建設(shè)迭代初期安排獨(dú)立微服務(wù)開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，基于創(chuàng)新業(yè)務(wù)域開(kāi)發(fā)微服務(wù)是現(xiàn)實(shí)途徑。在實(shí)施區(qū)域檢驗(yàn)業(yè)務(wù)互聯(lián)互認(rèn)過(guò)程中，僅僅基于新業(yè)務(wù)功能合同面向新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)微服務(wù)是推進(jìn)微服務(wù)迭代的合理原則。在這個(gè)時(shí)期老的LIS業(yè)務(wù)仍然沿用老模式運(yùn)行。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中努力做到業(yè)務(wù)最小化與松散原則耦合。這允許微服務(wù)所有者可以靈活地進(jìn)行迭代服務(wù)的組合，達(dá)到業(yè)務(wù)滿(mǎn)意。(3)基于檢驗(yàn)業(yè)務(wù)價(jià)值最大原則逐漸建立微服務(wù)。微服務(wù)的建立，特別是LIS微服務(wù)的建立，可以通過(guò)基于每個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn)的價(jià)值最大原則逐漸建立。首先是效率提優(yōu)原則[8]，然后是AI嵌入原則。在不斷提升軟件效率的原則下，在每個(gè)檢驗(yàn)業(yè)務(wù)點(diǎn)嵌入基于當(dāng)前各類(lèi)AI算法的價(jià)值微服務(wù)，以推進(jìn)LIS進(jìn)步發(fā)展。筆者所在團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的LIS微服務(wù)迭代過(guò)程如圖2所示。

圖2 迭代建立微服務(wù)體系示意圖

3.4未來(lái)基于微服務(wù)的LIS系統(tǒng)應(yīng)用趨勢(shì)

3.4.1疫情下的社會(huì)服務(wù)功能 在現(xiàn)代信息技術(shù)社會(huì)下，人類(lèi)與新型冠狀病毒感染這樣的社區(qū)獲得性疾病遭遇還是第一次。它注定了政府與社會(huì)在應(yīng)對(duì)它的過(guò)程中，一定是一個(gè)以變對(duì)變的過(guò)程。例如歷時(shí)兩年多來(lái)，國(guó)家《關(guān)于印發(fā)新型冠狀病毒肺炎防控方案》已從第1版修訂到第9版。各類(lèi)社會(huì)組織措施更是應(yīng)對(duì)多變。例如其核心社會(huì)組織過(guò)程包括區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室在政府、疾控中心統(tǒng)一授權(quán)下，通過(guò)一體化設(shè)計(jì)的LIS微服務(wù)系統(tǒng)高效、動(dòng)態(tài)協(xié)同各級(jí)各類(lèi)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、下級(jí)實(shí)驗(yàn)室有序進(jìn)行核酸檢測(cè)作業(yè)[14]。按照責(zé)任場(chǎng)景將各級(jí)核酸檢測(cè)子系統(tǒng)產(chǎn)生的核酸數(shù)據(jù)，上傳至區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)保存質(zhì)控，上傳至區(qū)域全民健康信息平臺(tái)，并與政府健康服務(wù)門(mén)戶(hù)交互，包括區(qū)域政府的政務(wù)服務(wù)App“政府快辦”交互，實(shí)現(xiàn)核酸檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)社會(huì)互認(rèn)共享、調(diào)閱查詢(xún)，滿(mǎn)足老百姓按法有效清晰限行，按法方便出行。同時(shí)保證各機(jī)構(gòu)在準(zhǔn)確、及時(shí)實(shí)驗(yàn)室核酸信息的導(dǎo)引下，合理設(shè)置疫情卡點(diǎn)，效率設(shè)置防疫監(jiān)管。

在居民核酸標(biāo)本采集功能中，主要包括各級(jí)采集人員可以快速掃描被檢測(cè)人員的“健康碼信息”獲得統(tǒng)一、準(zhǔn)確的身份確認(rèn)，并與標(biāo)本采集管條碼綁定。核酸采樣標(biāo)本的轉(zhuǎn)運(yùn)功能包括轉(zhuǎn)運(yùn)人員對(duì)各采集點(diǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)箱進(jìn)行接收，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)反饋的目的地實(shí)驗(yàn)室或指定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)本運(yùn)輸。

核酸標(biāo)本接收功能包括面向?qū)嶒?yàn)室標(biāo)本核收人員提供的手機(jī)移動(dòng)端的服務(wù)應(yīng)用(APP或小程序)。接收來(lái)自轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛送檢的核酸標(biāo)本，完成標(biāo)本的接收、核對(duì)、送檢。

中心實(shí)驗(yàn)室核酸標(biāo)本的登記和結(jié)果發(fā)布功能包括待檢測(cè)標(biāo)本在實(shí)驗(yàn)室中的全過(guò)程管理。在檢驗(yàn)過(guò)程中，可以準(zhǔn)確登記標(biāo)本的上機(jī)時(shí)間，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行批量錄入和發(fā)布。

區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室疫情調(diào)度數(shù)據(jù)儀表盤(pán)功能包括動(dòng)態(tài)更新的核酸標(biāo)本結(jié)果的數(shù)據(jù)可視化。可查看各級(jí)采集點(diǎn)的采集狀態(tài)及速率、標(biāo)本轉(zhuǎn)運(yùn)狀態(tài)及速率、實(shí)驗(yàn)室核酸標(biāo)本檢測(cè)狀態(tài)等，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度資源提供數(shù)據(jù)支撐。

以上這些軟件服務(wù)都具有動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)施策略，大社會(huì)區(qū)域限時(shí)布置的突出特點(diǎn)，無(wú)疑只有通過(guò)基于微服務(wù)的現(xiàn)代LIS架構(gòu)才能充分滿(mǎn)足需要。

3.4.2基于AI 的LIS功能拓展 近年來(lái)AI在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用取得了重要進(jìn)展。目前主要表現(xiàn)在：標(biāo)本采集機(jī)器人，實(shí)驗(yàn)室圖譜報(bào)告的智能檢測(cè)，智能審核系統(tǒng)應(yīng)用，基于檢驗(yàn)指標(biāo)的健康管理AI決策系統(tǒng)應(yīng)用，以及基于組學(xué)檢驗(yàn)指標(biāo)的健康管理決策系統(tǒng)應(yīng)用等5個(gè)重要方向[15]。

AI在機(jī)器人中的應(yīng)用進(jìn)步最大。如智能化標(biāo)本采集系統(tǒng)，采血機(jī)器人是標(biāo)本采集系統(tǒng)的典型代表，這項(xiàng)技術(shù)將人工經(jīng)驗(yàn)采血模擬為精準(zhǔn)可視化自動(dòng)采血，理論上單次成功率能達(dá)到99%以上。然而，真正實(shí)現(xiàn)從標(biāo)本采集到送檢過(guò)程的自動(dòng)化運(yùn)行還需要假以時(shí)日。主要研究重點(diǎn)在有效避免不合理標(biāo)本采集和錯(cuò)誤采集。對(duì)于部分無(wú)須醫(yī)師開(kāi)具處方的檢測(cè)項(xiàng)目，希望實(shí)現(xiàn)縮短患者的標(biāo)本采集過(guò)程。另外，對(duì)于感染性疾病人群，檢驗(yàn)前過(guò)程的智能化采集將有效阻斷感染途徑，將大大降低人員在檢驗(yàn)前過(guò)程中被傳染的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著深度學(xué)習(xí)算法的進(jìn)步，以及云技術(shù)的算力加強(qiáng)和機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的累計(jì)，基于圖形和圖譜的智能檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢驗(yàn)標(biāo)本中多種有形顆粒成分形態(tài)學(xué)的定性和定量分析，減少了人工操作、經(jīng)驗(yàn)等主觀(guān)因素對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果造成的影響。

自動(dòng)化審核在臨床生化、血液、尿液、免疫、凝血[16]等多個(gè)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)審核在部分報(bào)告出具流程中提升效率50%以上[17]。自動(dòng)化審核系統(tǒng)與特殊病種患者EMR的結(jié)合也產(chǎn)生了臨床價(jià)值，腫瘤患者人群就是其中的一個(gè)經(jīng)典案例。

基于檢驗(yàn)指標(biāo)的健康管理AI決策系統(tǒng)應(yīng)用飛速發(fā)展。當(dāng)疾病仍處于早期，特別是無(wú)癥狀階段和惡化早期，建立早診及預(yù)警模型是人工智能應(yīng)用于檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要價(jià)值體現(xiàn)。

基于組學(xué)檢驗(yàn)指標(biāo)的健康管理決策系統(tǒng)應(yīng)用趨勢(shì)明顯。隨著組學(xué)檢測(cè)技術(shù)的日益成熟，對(duì)組學(xué)數(shù)據(jù)的檢測(cè)在分子診斷領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的分類(lèi)器模型，對(duì)轉(zhuǎn)移癌的原發(fā)灶具有較好的鑒別性能，對(duì)沒(méi)有明顯原發(fā)信息的轉(zhuǎn)移癌標(biāo)本分類(lèi)的準(zhǔn)確性是病理學(xué)專(zhuān)家的2倍左右[18]。

AI系統(tǒng)的應(yīng)用在當(dāng)下的大數(shù)據(jù)“云”平臺(tái)算力支持下，通過(guò)微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)支持的合理定義APIs可以有效推進(jìn)AI生態(tài)的進(jìn)步。各類(lèi)基于新利益場(chǎng)景的社會(huì)組織(健康服務(wù)組織，醫(yī)療保險(xiǎn)組織，社會(huì)科研單位)可以通過(guò)注冊(cè)即獲權(quán)利的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，使得各自的服務(wù)目的得以獨(dú)立拓展，并且在數(shù)據(jù)安全邊界內(nèi)，可以在全社會(huì)不斷拓展自己服務(wù)項(xiàng)目，這無(wú)疑需要基于微服務(wù)信息架構(gòu)的支持。

3.4.3醫(yī)療信息社會(huì)健康數(shù)據(jù)消費(fèi) 我國(guó)近20年來(lái)的醫(yī)療信息化發(fā)展，大型醫(yī)學(xué)中心已經(jīng)匯集了巨量的患者各類(lèi)醫(yī)學(xué)信息。其中實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)更是如此。從入院、診斷、治療到出院的數(shù)據(jù)，所有這些數(shù)據(jù)顯然代表了一種豐富的資源，具有改善健康和護(hù)理的潛力。

面對(duì)老齡社會(huì)的到來(lái)，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下患者健康信息消費(fèi)理念。各國(guó)紛紛出臺(tái)國(guó)家戰(zhàn)略，推進(jìn)電子健康記錄廣泛社會(huì)應(yīng)用。美國(guó)的平權(quán)醫(yī)療法和高科技發(fā)展法案開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)時(shí)代醫(yī)療數(shù)據(jù)利用的新時(shí)代[19]，鼓勵(lì)社會(huì)各類(lèi)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)以患者為中心的定制化服務(wù)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型醫(yī)療服務(wù)。如基于LIS實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的疾病康復(fù)方法推薦系統(tǒng)。

在醫(yī)院內(nèi)已擁有近成熟的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)醫(yī)院內(nèi)部，包括一個(gè)集中的數(shù)據(jù)利用分析團(tuán)隊(duì)，以及基于嚴(yán)格安全管理的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。但是，根據(jù)法律、政策，要推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的社會(huì)服務(wù)，最好的推進(jìn)方式是與其他擁有互補(bǔ)數(shù)據(jù)能力和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的機(jī)構(gòu)合作。

區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室可以和大學(xué)的數(shù)學(xué)系、社會(huì)科學(xué)系、計(jì)算機(jī)信息系合作，以提高醫(yī)療質(zhì)量和降低成本。還可以與社會(huì)人口健康部門(mén)合作提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的服務(wù)創(chuàng)新。這些創(chuàng)新將在改善社會(huì)醫(yī)療護(hù)理、加強(qiáng)患者的康復(fù)參與方面發(fā)揮積極作用。

任何慢性疾病，基于經(jīng)驗(yàn)(而不是基于數(shù)據(jù))的照護(hù)方法，都存在嚴(yán)重護(hù)理服務(wù)的不一致性。這可能增加緊急護(hù)理及意外住院的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)醫(yī)療數(shù)據(jù)的展示，識(shí)別這些患者，并識(shí)別與之相關(guān)的臨床和行為特征，可以幫助社區(qū)醫(yī)生提供有針對(duì)性的管理。例如通過(guò)開(kāi)發(fā)新干預(yù)算法，可以預(yù)測(cè)糖尿病患者意外就醫(yī)的風(fēng)險(xiǎn)[20]。

另外，患者通過(guò)持續(xù)訪(fǎng)問(wèn)自己的醫(yī)療數(shù)據(jù)，提升對(duì)自己醫(yī)療保健的參與度。患者在家中通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)院內(nèi)客觀(guān)醫(yī)療數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)患者歷史數(shù)據(jù)概覽、關(guān)鍵指標(biāo)變化提醒，建議干預(yù)及照護(hù)措施參考、計(jì)費(fèi)信息查看、健康花費(fèi)估算，這些對(duì)提升患者最終健康結(jié)果非常有意義。

要建設(shè)這些新服務(wù)功能，只有基于微服務(wù)架構(gòu)的新LIS才能有效支持。其重要技術(shù)核心是APIs的設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，在新一代區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中引入微服務(wù)結(jié)構(gòu)非常必要[21]。本文僅對(duì)微服務(wù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入的必要性及主要實(shí)施組織策略進(jìn)行了概略設(shè)計(jì)，基于篇幅未對(duì)實(shí)施技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行表述。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)單體架構(gòu)的LIS實(shí)施微服務(wù)改造，突出新型緊急業(yè)務(wù)的微服務(wù)化，保證了LIS業(yè)務(wù)流程的連續(xù)性，同時(shí)通過(guò)微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的引入，快速應(yīng)對(duì)醫(yī)院組織及管理變化帶來(lái)的業(yè)務(wù)調(diào)整及需求變化，以提高區(qū)域中心實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域能力。LIS微服務(wù)平臺(tái)建設(shè)是一個(gè)不斷迭代完善的過(guò)程。在后續(xù)系統(tǒng)建設(shè)中，首要任務(wù)是延續(xù)歷史已建立的LIS服務(wù)功能，同時(shí)針對(duì)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)在新業(yè)務(wù)域下的功能進(jìn)行微服務(wù)功能迭代，以此不斷完善微服務(wù)基礎(chǔ)共享服務(wù)，沉淀共享業(yè)務(wù)微服務(wù)功能，形成共享微服務(wù)池，使之為更多的定制業(yè)務(wù)提供服務(wù)。