基于Caché數據庫和ETL過程的醫療質量輔助決策方法研究*

◆劉 薔 廖茂成 李韶朗 范世平 龍桂芳

責任編輯:姚 濤

醫療質量與廣大患者的生命健康息息相關，提高醫療質量、加強醫療質量管理是醫院工作的核心和永恒主題。然而由于醫療質量管理涉及的范圍廣、因素多、過程長，環節復雜多變等原因，醫療質量管理已成為醫院工作的重點和難點［1］。因此，在加強醫療環節質量控制的同時，開發醫療質量輔助決策系統對提升醫療質量具有特殊的意義［2］。

我們嘗試與醫院信息管理系統對接，利用 ETL過程對 Caché數據庫中的醫療數據進行提取、轉換和加載。構建醫療質量輔助決策平臺可以實現對醫療質量的持續改進。在進行臨床工作和科研分析時，醫療質量輔助決策平臺不僅可以進行總結回顧性分析，也可以進行前瞻性分析，并整合來自不同系統的數據，以實現更大范圍內的數據分析，而且數據的展現形式靈活多樣，包含大量豐富、直觀的統計圖形。

1 技術架構

1.1 Caché數據庫

Caché數據庫支持 ODBC(ODBC即開放數據庫互連，Open Database Connectivity)標準接口，易與其它系統進行數據交換［3］。同時Caché數據庫亦可以將數據輸出成文本文件格式以便其它系統訪問調用。Caché數據庫的多維結構不僅和XML(即可拓展標記語言)結構一致，并且支持 Caché對象和XML之間的雙向轉換，包括自動生成 DTD(即文檔類型定義)文件［4］。這樣就為不同系統之間的耦合提供了極大的便利。

1.2 ETL 工具

ETL(Extract－Transform－Load的縮寫)是數據抽取(Extract)、轉換(Transform)、清洗(Cleansing)、裝載(Load)的過程［4］。它是構建數據倉庫的重要一環，用戶從數據源抽取所需的數據，經過數據清洗，最終按照預先定義好的數據倉庫模型，將數據加載到數據倉庫中去。

2 平臺建設

粵北人民醫院基于Caché數據庫的醫院信息系統涵蓋了患者的健康檔案、門急診就診記錄、住院診療等所有醫療信息，有信息系統應用基礎和相對豐富的醫療歷史數據。根據原衛生部制定的《三級綜合醫院醫療質量管理和控制指標(2011年版)》，我們將住院死亡類指標、重返類指標、醫院感染類指標、手術并發癥類指標、患者安全類指標、醫療機構合理用藥指標、醫院運行管理類指標［5］等7類指標分類作為分析依據。本研究運用上述7大指標，多角度、多層面地綜合分析醫院在某段時間內醫療環節的質量控制水平，通過醫療質量輔助決策系統提高醫療質量。

在構建數據庫接口平臺時，如何從常規指標、電子病歷、手術麻醉系統、臨床路徑、院內感染、合理用藥等應用系統中分離、提取有用的數據是工作重點。

根據系統總體功能設計，ETL需要將各項指標涉及的相關信息從多個應用系統合并到OLAP系統，并甄選出與OLAP系統無關的數據列，將這些數據列排除在合并過程外。合并過程主要解決不同數據源系統間的編碼差別問題，且能將源系統中使用不同數據類型存儲的數據轉換成決策支持系統中使用的單一數據類型。

2.1 輔助決策系統系統框架

醫療質量輔助決策系統體系架構如圖1所示。其包括基于各應用系統的醫療信息數據源、ETL工具、數據倉庫、數據集市、數據分析展示工具等。

2.2 建立ELT過程組件模塊

ELT過程負責將數據從 HIS、LIS、PACS等應用系統的數據庫中抽取、轉換和處理成醫療質量輔助決策系統數據倉庫需要的格式和形態，并在規定的時間輸入到數據倉庫以及數據集市中。這個過程比較繁雜，是整個醫療質量輔助決策系統建設過程中工作量最大的一部分。ETL整體流程圖見圖2。

(1)數據抽取。必須根據已確定的主題，從各應用系統的數據庫中抽取相關數據到醫療質量輔助決策系統數據倉庫。同時，在設計時要解決以下問題:源數據庫與目標數據庫的數據格式是否一致?要訪問源數據庫的哪些文件和表?要提取哪些字段，抽取記錄的條件是什么?目標數據庫中的表結構是什么?

(2)數據轉換。數據轉換是為了處理數據源之間的不一致性。數據名稱及格式必須統一，當系統數據倉庫中存在源數據庫中不存在的數據時，需要創建新的數據邏輯視圖并進行轉換。

圖1 醫療質量輔助決策系統框架

圖2 ETL整體流程圖圖

表1 部分主題及子功能菜單列表

(3)數據清洗。是指對進入系統數據倉庫的數據進行全面檢查，將差錯降到最低。

(4)數據裝載。即將數據裝入到系統數據倉庫，主要包括確定數據裝入次序、載入初始數據等。

2.3 主題架構及功能菜單

以度量和維度為考察依據，設計了數據倉庫關系數據庫的二維表結構。涉及的度量數據包括:住院死亡人數、重返類數值、醫院感染類數值、手術并發癥類數值、患者安全類數值、門診住院的處方數、抗菌藥物用藥、外科清潔手術預防用藥指標、醫院運行管理指標等。考察的維度需要從產婦、新生兒、手術患者、重點疾病患者、惡性腫瘤術后患者等方面進行。部分主題及子功能菜單見表1。

以住院死亡情況指標為例，該指標的功能包括:(1)住院總死亡人數。產婦、新生兒、手術患者、重點疾病患者、惡性腫瘤術后患者死亡人數趨勢分析;(2)住院人數。住院總死亡人數，產婦、新生兒、手術患者、重點疾病患者、惡性腫瘤術后患者死亡總體指標的環比、同比分析。

3 實踐應用

本研究介紹了醫療質量管理輔助決策系統的實施過程，針對醫療質量管理控制指標和外部數據源的特點，通過Speedminer 7.1開發工具的構件式的系統結構，使得程序和組件都能靈活擴展，以適應數據倉庫的需求和技術變化發展。

醫療質量管理輔助決策系統運行過程中，ELT功能模塊表現出較好的穩定性。用戶可以通過拖拽的方式快速進行多方位、多角度、連續性和歷史性的分析。并能進行多維度交叉分析，即對數據在不同維度進行交叉展現，進行多角度結合分析，彌補了獨立維度分析時無法發現的一些問題。同時呈現可視化，即系統設計多種可視化呈現方式，如數據表格、圖表、警報列表、關鍵性能指示器等，方便管理層進行管理與決策［6］。但也存在一些不足:(1)不能自動抽取半結構化的源數據;(2)當源數據發生變化時，需要手動更新源數據庫中的數據。

下一步工作包括:(1)完善半結構化源數據的自動提取方式;(2)當目標數據庫和源數據庫的數據發生變化時，索引庫能及時自動地更新。

［1］中國醫院協會.單病種質量管理手冊［M］.北京:科技文獻出版社，2008:12.

［2］陳 敏，曾宇平，王春容.基于醫療信息技術的醫療質量管理研究［J］.中國醫院管理，2011，31(2):52－54.

［3］InterSystems公司.Caché技術手冊［P］.InterSystems公司北京代表處，2006.

［4］Orli RJ，Sartos F.Data Extraction，Transformation，and Migration Tools［Z］.Distributed Kismet Analytic Corp，1996.

［5］衛生部辦公廳.三級綜合醫院醫療質量管理和控制指標(2011年版)［Z］.衛辦醫政函〔2011〕54號，.2011－01－14.

［6］陳天服，張武文.臨床決策支持系統在質量管理中的作用［J］.國外醫學:醫院管理分冊，1999(3):117－118.