基于結構化分析方法的血液透析管理系統設計與實現

陳池梅 王向雷 胡 磊 杜曉剛*

目前，我國血液透析人數日益增長，各地透析中心資源都面對較大的壓力，而信息化系統的應用，可在很大程度上幫助血液透析中心提高工作效率和質量，改善血液透析中心醫療環境，優化醫療流程，可從根本上解決傳統手工操作導致的各類問題，并在長期運行過程中積累大量的臨床數據[1-2]。此外，國家衛生健康委員會對血液透析質量和透析相關數據的管控越來越嚴格，傳統的管理模式已經不能滿足科室的建設要求[3-4]。因此，從保證醫療質量、促進血液透析中心標準化、規范化運作，并為醫院的科研工作提供可靠的數據基礎等因素分析，專業的血液透析信息化管理系統已必不可少[5]。為此，本研究基于結構化分析方法，設計多維度的血液透析管理系統。

1 研究資料與方法

1.1 研究資料

重慶市某大型三甲醫院血液凈化中心是重慶市血液透析質量控制中心，從中心的工作人員情況、透析工作業務流程、患者管理、醫療質量管理、透析設備管理、耗材管理以及費用管理等環節入手，對現有維持性患者情況、臨時透析患者的不同業務情況進行研究。

1.2 需求調研

(1)調查與訪談透析工作人員。通過制作問卷調查或直接與最終用戶進行訪談，了解用戶的業務范圍、業務流程、管理范圍、管理途徑以及醫療質量控制的要求等，并了解目前在業務和管理中的存在問題、思想或想法及業務未來發展趨勢，經過整理分析，形成軟件需求。

(2)研究醫院同類型軟件功能。當一個系統尚未誕生時，總會有類似的科室或業務部門使用過類似功能，根據這類系統的功能，衍生出需要研究的產品新需求，并從已有的系統功能中找到缺失或不足，研究出更符合業務要求，更加規范化的系統功能需求[6-7]。

(3)政策制度導向性需求。國家及地方各級醫療管理機構對醫院的信息化建設先后發布了多項指導意見、評價方案、標準及規范文件，2017年原國家衛生計生委辦公廳發布《醫院信息化建設應用技術指引(2017年版，試行)》[8]、2018年國家衛生健康委員會辦公廳發布《電子病歷系統應用水平分級評價標準(試行)》[9]、《全國醫院信息化建設標準與規范》[10]、2019年國家衛生健康委員會辦公廳發布《醫院智慧服務分級評估標準體系(試行)》[11]和重慶市衛生健康委員會發布《關于開展重慶市2019年“智慧醫院”示范建設的通知》[12]等。各類標準規范都明確指示了對醫療領域中治療的功能要求，通過對政策標準的研究規范系統功能需求。

1.3 結構化需求分析方法

結構化分析方法(structured method)在軟件開發中是比較常用的一種分析方法，主要利用圖形表達用戶需求，強調開發方法的結構合理性以及所開發軟件的結構合理性。結構化需求分析方法的好處是在需求階段可以不需要精確地定義系統，只需要根據業務框架確定系統的功能范圍，以及每個功能的處理邏輯和業務規則，功能需求規格書等。這種描述系統的方式比較靈活多樣，可以采用圖表、示例圖及文字等方式來描述系統。

2 血液透析管理需求分析

通過需求調研的方法，從各個維度對用戶的需求進行了收集和整理，采用結構化分析方法，對所有需求進行分析設計，得出血液凈化中心的需求情況，利用信息技術構建出系統總體架構，分析出系統的主要數據流情況，最終實現系統的功能，使血液透析管理系統能精準把控科室管理的漏洞，為醫護人員提供便捷高效的工作方式，把更多的時間放在自我提升和患者治療質量改善上，進而提高科室整體治療水平。

2.1 血液凈化中心基本情況

通過對透析工作人員的調查與訪談，總結出血液凈化中心的基本情況和人員相關業務情況。血液凈化中心工作人員60余人，現有維持性透析患者500余例，以重慶市內患者居多，中心擁有透析機近100余臺，包含費森尤斯、貝朗及山外山等品牌。每日3班治療，月均治療患者約6500余例次。血液透析管理系統主要滿足管理人員、醫生、護士及技師的使用。系統使用范例見圖1。

圖1 血流透析管理系統使用范例圖

運用結構化分析方法分析當前的血液透析業務情況，建立對應的物理及邏輯關系。生成系統數據字典和基元描述，建立用戶與系統的人機接口，血液透析管理系統的外部用戶主要有醫生、護士、技師和管理人員。系統主要進行3個方面的管理，即患者治療前管理、治療過程中管理以及治療后管理。①治療前主要進行登記、確認治療方案、患者排床以及患者簽到等環節；②治療中主要進行上機操作、耗材確認、治療數據采集、醫囑確認和執行、護理評估、宣教、血管通路評估以及下機操作等；③治療后主要進行透析記錄單的生成、費用的推送、查詢統計及數據上報等。

2.2 血液凈化中心業務情況

血液凈化中心的業務范圍除了有維持性透析患者500余例，還有住院臨時患者，門診新患者。針對維持性患者，只需定期確認治療方案及繳費，護士根據患者治療方案進行排班，患者可直接進行簽到，進入透析流程。而住院臨時患者，需要在醫生制定治療方案后進行床位預約，方可進行簽到治療。透析主要業務流程見圖2。

在治療的過程中，還涉及到藥品的流轉，從開醫囑、匯總領藥、藥品管理及醫囑執行等過程。耗材的流轉，從排班中的透析模式進行耗材的準備、耗材的使用及耗材的庫房管理等。

3 血液透析管理系統設計

3.1 系統架構

根據對血液凈化的整個業務需求的分析，結合信息系統的設計基本原理，構建出系統的整體架構。整個系統主要分成5個層次，分別是視圖展現層、控制層、業務處理層、數據訪問層、數據和(或)資源層。血液透析管理系統架構見圖3。

圖2 血液透析治療主要業務流程圖

圖3 血液透析管理系統總體架構圖

(1)視圖展現層。主要包含表示代碼、用戶交互圖形用戶界面(graphical user interface，GUI)和數據驗證，用于向客戶端用戶提供GUI交互，允許用戶在顯示系統中輸入和編輯數據，同時系統提供數據驗證功能。

(2)控制層。是應用程序中處理用戶交互的部分，控制用戶訪問和接口訪問權限，通常控制器負責從視圖讀取數據，控制用戶輸入，并向模型發送數據[8]。

(3)業務處理層。用于處理業務流程和制訂數據的業務規則，主要面向業務應用，為表示層提供業務服務，包括透析主流程、電子病歷、排班及報表等模塊處理，提供移動應用程序(application program，APP)、透析機、體重秤和血壓計接口業務的實現。

(4)數據訪問層。使用Mybatis訪問數據庫，屏蔽不同數據庫的訪問差異，基于Redis緩存用戶、字典數據以及Solr搜索引擎提升查詢速度[9]。

(5)數據和(或)資源層。存儲包含業務數據、文件、圖片和第三方服務獲取的數據。

系統軟件主要采用Java技術、J2EE架構以及基于SOA架構設計等關鍵技術。

3.2 系統數據流分析

通過結構化設計評審和細化數據流圖，確定數據流圖的類型，將數據流圖映射到軟件模塊結構。設計出模塊結構的上層、中層和下層模塊，對模塊結構進行優化，得到更為合理的軟件結構，描述模塊接口，從而建立完整的需求體系。血液透析管理系統數據流見圖4。

圖4 血液透析管理系統數據流分析圖

3.3 系統功能實現

經過業務需求分析和調研國家及地方的各級醫療管理機構對血液透析相關的要求，結構化設計出系統主要有九大功能模塊。分別是患者登記管理、治療方案管理、患者排班管理、患者簽到管理、治療過程管理、耗材管理、費用管理、藥品管理和設備數據采集及上報。主要功能模塊結構見圖5。

圖5 血流透析管理系統主要功能模塊結構

(1)患者登記管理。系統與醫院現有信息系統進行對接，自動提取患者的基本信息、繳費信息、住院醫囑信息、檢驗信息以及檢查信息等。建立患者檔案、透析卡，透析患者日常病程登記、住院記錄等。同時，登記患者血管通路相關信息，透析患者歷史信息查詢，對特殊患者有標記并可實現自動提示或報警。

(2)治療方案管理。按患者治療模式(HD/HDF/HP/HD+HP)分類制定透析方案，設置治療用藥方案及口服用藥方案信息，制定方案模板，可以通過方案模板對患者方案進行批量創建。患者透析器耗材可根據情況進行調整，并可瀏覽患者方案的歷史治療記錄。

(3)患者排班管理。根據患者在方案環節中制定好的單周和(或)雙周治療計劃，以手動和(或)自動方式形成新一周的初始排班表。可處理病房住院患者預約排班信息。顯示患者相關信息，特別是敏感信息和特殊信息。可對床位進行管理，標識計劃維護或故障設備儀器的床位，能區分不同類型區域床位和不同類型的排班患者，生成的排班信息支持多種方式展現。

(4)患者簽到管理。患者自助測量體重、血壓簽到，自動計算凈體重、超濾量及置換液總量等。簽到換床及治療班次調整。按簽到時間對患者進行呼叫。簽到后查看患者的檢驗項目、檢查項目和費用余額等提醒信息。

(5)治療過程管理。支持多種醫囑下達方式，提供透析前、透析中和透析后評估，并能填寫相應記錄單，護士對患者的血管通路進行評估、護理評估、跌倒及墜床風險評估，生命體征記錄等。交叉核對，護士對醫囑再次核對，查對機器治療參數，查對體外循環管路連接處和開口處，查對密封未使用管路開口。透析患者耗材確認、上機和下機，異常數據標識或報警功能。透析中醫囑、癥狀體征、用藥等登記和執行。治療記錄單數據記錄、瀏覽及打印。實現醫生移動端查房，護士所有操作均在移動端完成。

(6)耗材管理。耗材基本信息維護，耗材入庫、耗材領取、耗材發放、耗材使用確認、耗材出庫、盤存管理及低庫存預警等。為不同的透析模式自動分配耗材，實現患者使用不同套餐的耗材自動記錄。為血管通路分配耗材，實現患者每次透析血管通路的耗材自動記錄。

(7)費用管理。記錄患者每次繳費數據，支持對患者進行扣費、退費及添加額外的計價項目。支持費用賬戶管理，包括繳費、退費和費用余額顯示、門診收費記錄查詢及提取、費用登記記錄查詢及打印等，支持與醫院信息系統(hospital information system，HIS)費用信息對接。

(8)藥品管理管理。對患者存放科室藥品及科室備用藥品進行管理，進行入庫、出庫和盤存管理。針對患者存放在科室的藥品，對其進行存放登記，可手工登記，也可與HIS對接提取處方中有收費的藥品用量，在醫囑執行后扣除庫存，也能在下機后單個或批量扣除庫存；設置藥品庫存臨界點，當藥品量低于臨界點時進行報警提醒。

(9)設備數據采集及上報。能夠根據科室要求采集體重稱、血壓計、血透機、CRRT及水機等設備中的數據。監護獲得的生理參數能夠自動進行自定義的評分計算處理，根據知識庫提供評估分析并給出警示。根據體征數據與藥物治療、檢驗結果數據進行檢測結果分析的知識庫[13]；可生成各類分析報表，如中心運行情況分析、對中心質量控制指標分析、對患者質量控制指標分析、中心過程質量指標分析及其他自定義條件的分析報表；與第三方數據中心進行上報管理，如全國上報、各省級上報。

4 結論

運用需求調研和結構化需求分析方法設計的血液透析管理系統，自2019年4月在重慶市血液透析質控中心試用后，通過優化業務流程，在提高工作效率的同時減少出錯率。從管理上將耗材、設備、藥品、人員及費用等進行有序管理，實現了高效的精細化管理，保障臨床治療安全。