慢性阻塞性肺疾病患者診療信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

崔菲菲，萬振，劉曉龍

天津市海河醫(yī)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(xù)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(zhì)量具有重要的現(xiàn)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(shù)的不斷成熟，將傳統(tǒng)資源受限的監(jiān)護設備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到服務器端，可以提高運算速度和存儲數(shù)量。監(jiān)護設備負責采集數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)傳輸至服務器，服務器對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計及相關(guān)計算。醫(yī)師通過可視化界面查看患者完整診療信息，有利于提高醫(yī)療服務質(zhì)量。

1 COPD患者診療現(xiàn)狀

COPD患者病情遷延難愈，帶來了嚴重的經(jīng)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(jiān)護系統(tǒng)過分依賴于提高監(jiān)護設備性能來獲取更好的監(jiān)護效果[6]。監(jiān)護設備資源有限，無法存儲大量的數(shù)據(jù)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(fā)病率，改善患者的生命質(zhì)量具有重要意義。

2 系統(tǒng)總體設計

為了優(yōu)化、完善COPD患者的診療過程，本研究設計實現(xiàn)COPD患者診療信息系統(tǒng)，獲取COPD患者可穿戴設備數(shù)據(jù)，包括血氧數(shù)據(jù)和肺功能數(shù)據(jù)。將患者在我院的門診信息、住院就診影像信息、檢驗信息、醫(yī)囑用藥信息、診斷信息、手術(shù)信息、病歷信息等有效串聯(lián)，從而實現(xiàn)預防COPD急性加重、規(guī)范化治療、治療效果評估、疾病癥狀及特征監(jiān)測，見圖1。

2.1 網(wǎng)絡架構(gòu)設計

COPD患者通過可穿戴設備采集肺功能及血氧信息，系統(tǒng)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(shù)據(jù)上傳至可穿戴設備云服務器，云服務器端分析患者數(shù)據(jù)信息形成分析報告，并將數(shù)據(jù)和報告?zhèn)鬏數(shù)紺OPD診療系統(tǒng)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(tǒng)通過接口程序，將HIS、LIS、PACS、EMR等多個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通過核心交換機，傳輸?shù)奖镜胤掌鳎蟼髦罜OPD診療系統(tǒng)云服務器，從而實現(xiàn)COPD患者多方面數(shù)據(jù)的匯總，見圖2。

圖1 系統(tǒng)總體設計

圖2 設備網(wǎng)絡圖

2.2 系統(tǒng)接口設計

系統(tǒng)通過可穿戴設備客戶端為COPD患者建立檔案，可穿戴設備醫(yī)師端向COPD診療系統(tǒng)云端發(fā)起訪問授權(quán)請求，COPD診療系統(tǒng)云端返回授權(quán)結(jié)果。COPD診療系統(tǒng)云端向醫(yī)院系統(tǒng)集成服務器端發(fā)起訪問授權(quán)請求，醫(yī)院系統(tǒng)集成服務器端將患者在醫(yī)院期間的診療信息發(fā)送至COPD診療系統(tǒng)云端。可穿戴設備監(jiān)測患者肺功能和血氧信息，向醫(yī)師端傳輸數(shù)據(jù)，由可穿戴設備醫(yī)師端向其云端上傳數(shù)據(jù)。可穿戴設備云端生成報告，向COPD診療系統(tǒng)云端發(fā)送訪問授權(quán)請求，并推送報告。COPD診療系統(tǒng)云端向其醫(yī)師端發(fā)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(tǒng)模塊設計

3.1 可穿戴設備的信息采集

本系統(tǒng)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(yī)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(zhuǎn)換及加密后，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)上傳到COPD診療系統(tǒng)云端服務器，解密后用于患者指標實時監(jiān)測及后期數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(yī)療系統(tǒng)產(chǎn)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(shù)信息等，這些信息分別保存在不同的數(shù)據(jù)庫。因此，只有通過調(diào)用各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的相關(guān)信息，建立唯一索引號將多個醫(yī)療信息系統(tǒng)有效地關(guān)聯(lián)在一起，實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，才能保證同一個患者分布在不同系統(tǒng)中的個人信息的完整性與準確性。由于我院患者網(wǎng)上預約系統(tǒng)通過醫(yī)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(tǒng)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(yī)療信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)進行深入分析，分析單個數(shù)據(jù)庫的字段間關(guān)系，分析多個數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將各系統(tǒng)COPD患者相關(guān)信息提取到本地服務器，對數(shù)據(jù)進行整合、篩選，上傳至COPD診療系統(tǒng)云服務器。

3.3 COPD患者診療管理

COPD患者診療信息系統(tǒng)醫(yī)師手機軟件具備指標實時監(jiān)測、異常報警、智能分析功能，見圖7。系統(tǒng)能夠很好地追蹤COPD患者的病情變化，醫(yī)護人員可通過患者反饋的數(shù)據(jù)進行急性加重早期的診斷與治療。系統(tǒng)向患者的手機發(fā)送信息，幫助患者獲得診療相關(guān)信息，包括定期藥物提醒、疾病相關(guān)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(tǒng)經(jīng)過一段時間的運行，方案可行，運行穩(wěn)定。系統(tǒng)的指標實時監(jiān)測、異常報警、智能分析等功能，起到了輔助診療的作用，節(jié)約了醫(yī)護人員大量時間，提高了工作效率。系統(tǒng)實現(xiàn)了信息實時傳輸，醫(yī)院數(shù)據(jù)充分動態(tài)挖掘，醫(yī)療數(shù)據(jù)資源共享，改變了在局域網(wǎng)內(nèi)對數(shù)據(jù)進行分析的傳統(tǒng)模式，在應用過程中對醫(yī)院海量數(shù)據(jù)進行提取、挖掘[8]，對COPD患者病情發(fā)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(tǒng)醫(yī)師端

5 結(jié)論

醫(yī)療數(shù)據(jù)的集成應用和數(shù)據(jù)安全是COPD患者診療信息系統(tǒng)建立的前提。本系統(tǒng)的建立包含了多維數(shù)據(jù)庫[9]，患者診療信息全面，方便醫(yī)師了解患者病史，對患者進行全周期管理；系統(tǒng)借助可穿戴設備對患者進行實時監(jiān)測，醫(yī)師可以隨時關(guān)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(jù)指標變化及時調(diào)整治療和用藥方案，達到最佳治療效果；為患者提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務，開辟了新的管理模式。