基于B/S架構(gòu)的LIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計

任慧朋，周宏宇，李強

中國人民解放軍第九八醫(yī)院 信息科，浙江 湖州 313000

基于B/S架構(gòu)的LIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計

任慧朋，周宏宇，李強

中國人民解放軍第九八醫(yī)院 信息科，浙江 湖州 313000

本文通過對醫(yī)院現(xiàn)有實驗室信息管理系統(tǒng)（LIS）的數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和Web的并發(fā)訪問控制技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)了LIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，即為體檢用戶在醫(yī)院建立了一個檢驗數(shù)據(jù)的電子銀行。

LIS；HIS；B/S架構(gòu)；互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

0 前言

近年，隨著臨床信息系統(tǒng)（Clinical Information System，CIS）的迅猛發(fā)展，實驗室信息系統(tǒng)（LIS）被各類醫(yī)院相繼引入，也使得檢驗醫(yī)學進入了以自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)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(zhì)量。現(xiàn)在，對LIS的應(yīng)用功能的開發(fā)已經(jīng)成為衡量醫(yī)院臨床檢驗自動化水平的標準。

1 LIS應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 實際應(yīng)用中存在的問題

就國內(nèi)外LIS的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，國內(nèi)LIS的應(yīng)用起步較晚，國外的LIS技術(shù)較為成熟。LIS突出的優(yōu)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(nèi)外整體的情況來看，專門針對患者設(shè)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(fā)的故障往往令人難以接受。再分析一下紙質(zhì)化驗單的作用，因為大部分病人不具備醫(yī)學常識，是看不懂化驗單的，只有再次排隊等待醫(yī)生。而醫(yī)生已經(jīng)習慣了通過LIS來瀏覽檢驗數(shù)據(jù)，所以基本不看紙質(zhì)化驗單。也就是說，病人手中高成本的紙質(zhì)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(fā)展方向

隨著“智慧醫(yī)療”理念的拓展，未來醫(yī)療信息的發(fā)展方向是面向患者，無論是在電子健康檔案還是在區(qū)域醫(yī)療信息中，LIS檢驗數(shù)據(jù)都是最重要的組成部分，所以利用互聯(lián)網(wǎng)直觀、及時、方便地分享醫(yī)療數(shù)據(jù)結(jié)果，具有廣泛的應(yīng)用前景。實現(xiàn)該目標的關(guān)鍵性技術(shù)問題就是：如何對LIS的數(shù)據(jù)進行“精加工”和“智能分析”，并以最簡易的Web方式直觀地呈現(xiàn)給患者。

2 門診調(diào)查結(jié)果分析

關(guān)于本院10000例門診病人的調(diào)查結(jié)果顯示，需要做檢驗檢查的約為8400人（含軍隊大規(guī)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(fù)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(shù)據(jù)量大，最快也需要1 h才能出結(jié)果。對這8400人的化驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，其中有4800人的指標沒有任何異常，也就是無需復(fù)診，剩余3600人還需復(fù)診。但實際上，這8400人全部完成了所有流程。對于醫(yī)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(fù)診的人也要多花1.5倍的排隊復(fù)診時間。調(diào)查分析示意圖，見圖1。尤其對于軍隊體檢人員，這種現(xiàn)象更為明顯，往往軍人看1次病要往返于醫(yī)院好幾趟。

圖1 門診調(diào)查分析示意圖

3 系統(tǒng)需求分析

3.1 醫(yī)學檢驗工作量逐年增大

近年來，各家醫(yī)院的門診量都在成倍增長，這給檢驗科等輔助診斷科室?guī)砭薮蟮膲毫Ατ卺t(yī)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(yī)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(tǒng)），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(fù)診這3個流程沒發(fā)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(yī)生壓力

臨床指標診斷是一個非常復(fù)雜的過程，最終的診斷結(jié)果必須依靠人為經(jīng)驗來進行確認。無論醫(yī)療信息多么先進，也無法代替人腦的主導(dǎo)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(shù)據(jù)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(nèi)即可排查出異常的化驗單；而醫(yī)生要按照程序?qū)@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(jié)果，所以目前的就診流程對于醫(yī)生和患者都不適用。

3.3 電子記錄檢驗單的優(yōu)勢

很多患者都精心留存手中的紙質(zhì)化驗單，其實也只能暫時存住數(shù)據(jù)，不能存儲實時的診斷結(jié)果和指標在某階段內(nèi)的變化趨勢，意義并不大。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)銀行、支付寶等方便快捷的電子商務(wù)技術(shù)改變了我們的生活習慣。設(shè)想一下，如果把類似的體驗應(yīng)用在醫(yī)療檢驗信息上，每名患者在醫(yī)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(fù)診的通知，也可通過互聯(lián)網(wǎng)詳細了解檢驗結(jié)果的分析情況，并可以儲存長期的電子數(shù)據(jù)，包括分析結(jié)果、醫(yī)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(guī)模數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析需求

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

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 數(shù)據(jù)采集方式

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

圖2 數(shù)據(jù)采集過程示意圖

4.2 數(shù)據(jù)完整性

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

4.3 系統(tǒng)安全性

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

圖3 系統(tǒng)連接示意圖

5 系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

系統(tǒng)設(shè)計側(cè)重于用戶體驗，從人性化方面入手，前臺開發(fā)使用了B/S構(gòu)架，并采用目前國際上最為流行的ROR（Ruby On Rails） 開發(fā)模式，使得系統(tǒng)開發(fā)周期短、集成性高。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們已經(jīng)習慣利用移動設(shè)備來獲取信息，系統(tǒng)設(shè)計的最終目的是要達到使用電腦、手機、Pad即可瀏覽檢驗數(shù)據(jù)的效果。

系統(tǒng)后臺采用JAVA語言進行編譯，主要功能就是對LIS數(shù)據(jù)和HIS數(shù)據(jù)進行快速采集和轉(zhuǎn)換。由于檢驗數(shù)據(jù)量大，分類也比較雜，單項指標的單位標準不統(tǒng)一，這就要求對LIS數(shù)據(jù)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(fā)技術(shù)，傳輸速度可達到10萬條/s，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用了開源的MYSQL數(shù)據(jù)庫，可以穩(wěn)定支持千萬級別數(shù)據(jù)的運算。

6 結(jié)語

系統(tǒng)以“病人”為核心建立了醫(yī)療服務(wù)體系，利用安全網(wǎng)閘做為門禁，在LIS數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(yī)院建立了一個檢驗數(shù)據(jù)電子銀行。在系統(tǒng)中，醫(yī)院端可靈活設(shè)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(jié)果，并以Web的方式通過手機、Pad等移動設(shè)備進行瀏覽。系統(tǒng)在本院的試運行結(jié)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(fù)診排隊時間也縮短了近1/3。

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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