寧夏地區“互聯網+醫療”模式在結核病防治工作中的應用

劉廣天 劉濤 王曉煒 雷娟 田曉梅 王曉林

結核病是一種由結核病分枝桿菌引起的主要經呼吸道傳播的慢性傳染病，是國家重點防控的重大傳染病之一[1]。由于診斷難、治療時間長、耐藥速度快、患者流動性大等特點[2]，患者往往因多次就診或輾轉多家醫院而產生大量的診療信息。但由于結核病定點醫院均采用獨立的醫院信息系統(HIS系統)，就診信息不能“跨院共享”，給患者篩查、治療、管理及費用報銷等工作帶來不便，管理者也因此很難掌握患者的檢查、用藥、治療、隨訪等信息，給結核病防控工作造成了很大的困難[3-5]。因此，建立一個高效的結核病定點醫院、疾病預防控制部門、基層醫療衛生機構間數據互聯互通、標準統一、深度融合的結核病信息管理系統，是當前亟需解決的問題。筆者以寧夏地區2019年初投入使用的《寧夏結核病防治管理信息系統》為例，探討“互聯網+”在結核病防治工作中的應用價值，為更多地區結核病患者的治療管理工作提供經驗。

系統設計原則及架構

《寧夏結核病防治管理信息系統》是采用先進成熟的云計算信息技術，為滿足自治區第四人民醫院(寧夏結核病防治所)、各級疾控中心、各級定點結核病防治醫院和基層衛生服務機構等業務單位之間的結核病防治服務相互協同、實現結核病防治信息平臺的互聯互通和信息共享而開發的信息服務支撐平臺。該系統具備性能完善的系統安全基礎設備，包括網絡防火墻、入侵檢測、病毒防范、用戶識別等信息安全軟硬件系統，并設專人日常監督管理與更新。可制定數據交換規則，即采用可擴展標記語言作為數據組裝格式完成上行數據交換；采用“json_encode”作為數據組裝格式完成下行數據交換。其主要架構分為業務層、接入層和交換層。業務層包括用戶注冊、智能影像篩查、遠程門診、雙向轉診、結核病醫療衛生信息共享與業務協同等主要服務組件。接入層關聯轄區內所有定點醫療服務、公共衛生服務、社區衛生服務等結核病防治機構所產生、采集、管理和使用的轄區內居民相關結核病信息數據，包括臨床結核病治療數據、結核病患者管理數據、智能影像篩查數據、結核病患者轉診數據等；各級醫療機構只需通過鏈接點接入到《寧夏結核病防治管理信息系統》，即可實現區域內結核病相關數據的查詢。交換層則可以實現各級結核病防治機構間的信息交互、互聯互通、資源共享，具體見圖1。

功能和應用

圖1 寧夏結核病管理信息系統構架

截止到2019年底，《寧夏結核病防治管理信息系統》已與19家結核病定點醫院HIS系統相連，占全區定點醫院總數的95.00%(19/20)。患者無論在哪家定點醫院就診，只需讀取患者身份證ID或輸入身份證號(為系統唯一識別主索引)，便會在《寧夏結核病防治管理信息系統》自動實時顯示出電子病歷；該電子病歷是在現有醫院信息管理系統、電子病歷系統(electronic medical record system，EMR)、實驗室系統(laboratory information system，LIS)和醫學圖像存儲與傳輸系統(picture archiving and communication systems，PACS)的基礎上以患者就診時間為軸線建立的，可以幫助臨床醫生客觀地掌握患者歷史診療情況及結果，制定更準確有針對性的診療方案。包含患者的個人基本信息、疾病史、歷次診療資料，以及檢查檢驗項目內容、時間及結果等既往診療信息共計530余項；并可將所有患者的基本信息、體檢篩查、疾病史等91項必報內容自動上傳至國家《新型結核病監測系統》，保證了結核病患者信息上報的及時性。該系統3個主要功能及應用如下。

一、疑似結核病患者的上報

2019年19家已安裝《寧夏結核病防治管理信息系統》的結核病定點醫院共計抓取符合條件的疑似結核病患者3258例，單月最高抓取結核病疑似患者397例，高于《傳染病監測系統》報告的2445例患者。2019年1—12月份兩系統上報疑似結核病患者例數見表1。匹配患者(在《傳染病監測系統》和《寧夏結核病防治管理信息系統》中均有報告記錄的患者)占《傳染病監測系統》抓取患者的85.60%，單月最高匹配率達97.53%，2019年各月份《寧夏結核病管理信息系統》匹配患者的匹配情況見表2。

二、人工智能影像篩查功能

該功能于2019年7月開始搭建，10月初掛接數據庫、創建基本組織框架、人員基本信息架構、分配各部門負責人賬號。繼而將上報的采集數據逐步導入信息化系統數據庫，開始試運行階段。通過鏈接各結核病定點醫院和鄉鎮衛生院放射科影像系統，采集所有患者的正位胸片，系統自動調用“影像標識軟件”，該軟件后臺在記錄了大量結核病患者胸片的基礎上形成一個可對比的數據標準集，通過對比運算后顯示出智能閱片結果，并將疑似患者的標記胸片上傳至《寧夏結核病管理信息系統》(圖2)。

2019年7月至2020年5月，43家醫療機構陸續安裝使用《寧夏結核病防治管理信息系統》中的人工智能影像篩查軟件。共計篩查可疑患者3639例，排除2652例，987例判定為疑似結核病的患者在轉診后確診433例，疑似患者確診率高達43.87%。隨機從3639例可疑患者正位胸片中提取100張，由2名具有高級或者副高級職稱的放射科醫師依據《WS 288—2017肺結核診斷》[6]標準進行閱片分析，并與智能影像篩查結果進行比較。以放射科專家閱片結果為標準，智能影像篩查結核病的敏感度為90.91%(10/11)、特異度為89.89%(80/89)，Kappa值為0.61(0.60～0.62)，具體見表3。

表1 兩系統于2019年1—12月份上報疑似結核病患者的情況 (例)

表2 2019年1—12月《寧夏結核病防治管理信息系統》匹配患者情況

注匹配率(%)=匹配患者例數/(匹配患者例數+不匹配患者例數)×100%；匹配患者指在《傳染病監測系統》和《寧夏結核病防治管理信息系統》中均有報告記錄的患者

圖2 疑似肺結核患者正位胸片。該患者左肺上葉和右肺下葉出現病灶，系統判定肺結核疑似度分別為0.87、0.71

三、手機同步應用程序

寧夏結核病手機同步應用程序采用安卓原生開發，后臺服務采用瀏覽器/服務器模式(Browser/Server，B/S)應用三層軟件架構。基層相關醫務人員均已安裝使用，可利用手機應用程序完成轉診、督導、訪視等工作，而患者下載手機應用程序后，可以通過身份證號和移動電話登錄，在手機端完成服藥提醒、病案查詢、信息查看、健康教育等功能，及時掌握自身治療情況，隨時隨地學習結核病防治健康知識。

自2019年9月開始推廣使用寧夏結核病管理信息系統手機同步應用程序以來，截止到2020年5月已注冊醫務人員2130余名，共計隨訪記錄1821人(例)次，其中有效隨訪1125人(例)次，有效隨訪人(例)次率達61.78%；同年12月為單月最高隨訪的人次，達1250人次，其中有效隨訪768人次。對安裝手機同步應用程序的98例普通肺結核患者前6個月的平均服藥率[96.93%(15 396/15 883)]明顯高于76例未安裝手機同步應用程序的患者[92.99%(11 411/12 271)](χ2=236.17，P=0.000)，見表4。

討 論

寧夏回族自治區地處西北內陸地區，經濟、文化諸多領域與東部經濟發達地區均有著明顯差距，衛生事業發展水平更是遠遠落后[7-9]。“互聯網+”是近年來各個領域都需要深化和創新的前沿技術，互聯網技術應用到結核病患者防治工作中是一場顛覆性的革新[10]。近年來，隨著人民生活水平的提高和健康意識的增強，出現了鄉鎮衛生院和社區衛生服務機構無人問津、大醫院人滿為患的現象，這種狀態將影響農村居民和低收入人群的衛生服務訴求[11]。

表3 100張胸片以影像學專家閱片結果為標準對人工智能影像篩查效能的評價

注陽性表示判定為肺結核疑似患者，陰性表示排除肺結核疑似患者。敏感度=真陽性例數/(真陽性例數+假陰性例數)×100%，特異度=真陰性例數/(真陰性例數+假陽性例數)×100%，陽性預測值=真陽性例數/(真陽性例數+假陽性例數)×100%，陰性預測值=真陰性例數/(真陰性例數+假陰性例數)×100%

表4 98例安裝手機應用程序和76例未安裝手機應用程序患者的服藥情況

注服藥率=實際服藥次數/(未服藥次數+實際服藥次數)×100%

有研究表明，結核病患者治療依從性差將導致病情遷延不愈、復發、加重，甚至造成耐藥結核分枝桿菌廣泛擴散等嚴重后果，這一問題已成為全球結核病疫情控制的障礙之一[12]。周穎等[13]研究發現，信息化管理是提高工作質量和效率的有效途徑，特別對提高基層結核病控制工作質量意義重大。通過各級各類醫療機構信息系統之間的互聯互通，整合數據資源和應用資源，可以全面提高整體管理水平，降低繼發耐藥結核病患者的產生，減少衛生資源浪費，使優質衛生服務資源集約化[14]。結核病作為傳染性疾病，信息化管理無論對于患者還是家屬，或是患者周邊接觸人員，以及“早發現、早診斷、早治療”的防控原則都有著重大的意義[15]。

搭建《寧夏結核病防治管理信息系統》，與各級醫療機構的信息互聯互通，能夠提升結核病防治服務能力，實現全程規范治療，對逐步實現區域衛生資源、信息資源和服務資源共享，實現公共衛生、醫療服務、衛生管理、醫療保障、藥品監管等多方業務協同，提高行政管理效率，為群眾提供便捷、優質的醫療衛生和醫療保障服務意義重大。通過人工智能影像篩查，可提高基層醫療機構的影像學篩查能力；系統自動運行雙向轉診的功能，實現了結核病三級防治體系的高效運轉、無縫銜接，可避免患者反復排隊掛號檢查之苦，也能夠提高患者的治療效率，降低治療費用；該系統2019年抓取的每個月的疑似結核病患者例數，基本上都高于《傳染病監測系統》，可能與該系統重復抓取了在就診過程中的復診和陳舊性結核病患者有關。但由于目前新系統僅安裝了19家結核病定點醫院，存在綜合醫院診療信息未抓取的情況，造成有少部分患者未能匹配到《傳染病監測系統》中。

《寧夏結核病防治管理信息系統》中人工智能影像篩查轉診追蹤功能能夠幫助醫生檢出疑似肺結核胸片，完成多個結節的自動檢測任務，包括肺部分割、結節監測、結節標識、結節分割、結節定量定性分析，一鍵生成結構式報告，輔助影像科醫生判定、分析胸片，有效提高醫療效率和診斷準確率。同時，隨著數據集中儲存量的增多，后臺數據標準集逐漸完善，能接受到更多的閱片訓練，其分析能力、診斷和判定結果的準確性將不斷提高，可明顯減輕醫療資源緊張的壓力，彌補基層醫療機構結核病防治力量薄弱的短板。從目前的使用情況來看，系統存在將部分非正位胸片納入篩查的情況，說明該系統還需要進一步完善智能化內容。

我國是世界上移動上網人數最多的國家[16]，截止到2019年6月30日已達61.2%；并隨著移動互聯網的持續深化，手機網民占整體網民的99.1%[17]。對患者開展直接面視下的督導治療(DOTS)，是我國結核病防治規劃要求實施的策略之一[18]。為保障基層工作人員更真實、有效地開展直接面視下的督導治療，該系統開發了手機應用程序系統終端，可納入到《寧夏結核病信息管理系統》中并與其同步使用[19]。醫務工作者能夠通過手機終端隨時查看、錄入并上傳轄區所有結核病患者轉診、追蹤、隨訪、治療等信息，有利于強化基層醫務工作者面對面隨訪，避免 “隔空隨訪”，完備基層工作的監督和考評[20]。患者下載應用程序可以根據實際情況設置每日提醒服藥，隨時隨地及時掌握自身治療情況，學習更多的結核病防治健康知識，達到結核病防治知識宣傳普及的效果。手機同步應用程序自2019年9月推廣使用以來，隨訪記錄逐月快速增長，取得了良好的應用效果，但由于新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)疫情原因，管理專員不能上門面對面隨訪患者，導致2020年1月至4月期間系統后臺隨訪記錄均為0人(例)次，相信隨著COVID-19疫情的好轉，手機同步應用程序隨訪的方式將進一步被推廣使用。Chaiyachati等[21]在南非的一項研究表明，通過開發手機應用程序，記錄、監測和追蹤耐多藥結核病患者的不良反應，其不良反應報告率是33%，遠遠高于傳統方式記錄的患者不良反應發生率(5%)。

當下，基層工作醫療機構普遍人力不足，老齡化現象嚴重，理論基礎薄弱，業務技能不熟練。學習接受能力與迅速革新的信息技術不匹配，嚴重影響了結核病管理信息化工作的推廣和應用[22-23]。僅以此系統在應用推廣過程中遇到的問題提出以下建議：首先，政府部門要提供財政和政策的支持，加快貧困地區經濟發展，增加醫療衛生投入；其次，不斷提高醫務人員的衛生服務能力，尤其是基層醫療機構；再次，行政管理部門大力配合推廣，加速信息化應用，選擇接受能力較高、需求較大的機構作為試點，以“老帶新”的形式逐步達成全覆蓋；最后，系統的設計開發和推廣過程是多學科融合的結果，應由多學科人員同時參與完成，從不同的專業角度發現問題、整改問題，對加速結核病信息化管理推動意義重大。

綜上所述，“互聯網+”應用到結核病防治工作中是大勢所趨，應當作為結核病防控策略的重要內容。多平臺完整集成網絡系統將取代人工信息檢索和追蹤，實現信息反饋及時性、自動化，應當成為衛生醫療服務模式改革的重點工作[24]。寧夏回族自治區已初步實現了全區結核病管理工作的規范化、智能化、科學化和實時化，在進一步推廣應用的同時也為全國結核病防治工作特別是西部省份提供了參考。