基于TTS技術(shù)的醫(yī)院危急值系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

□ 張偉峰 ZHANG Wei-feng 章賽飛 ZHANG Sai-fei 泮金鴿 PAN Jin-ge

危急值指患者的檢驗(yàn)、檢查結(jié)果高度異常，當(dāng)這種異常結(jié)果出現(xiàn)時(shí)，將有可能危及患者生命，需要醫(yī)技部門立即通知臨床醫(yī)生給予患者及時(shí)、有效的診治，避免患者失去最佳搶救時(shí)機(jī)。2016年國(guó)家衛(wèi)計(jì)委發(fā)布的《醫(yī)療質(zhì)量管理辦法》中將危急值報(bào)告制度列入《醫(yī)療質(zhì)量安全核心制度》[1]，表明危急值管理已經(jīng)成為醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量管理中不可或缺的組成部分，建立臨床危急值系統(tǒng)將對(duì)降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，保障患者安全起到至關(guān)重要的作用。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

目前，國(guó)內(nèi)醫(yī)院檢驗(yàn)危急值電子化應(yīng)用較多，但放射、B超、心電、內(nèi)鏡、病理等檢查類的危急值電子化應(yīng)用較少，有些醫(yī)院仍使用電話通知，手工登記的方式。告知方式仍主要以系統(tǒng)彈框提醒為主，部分醫(yī)院還會(huì)增加向開單醫(yī)生或患者發(fā)送短信提醒的功能。應(yīng)用效果上，系統(tǒng)彈框提醒的消息到達(dá)率較高，但確認(rèn)時(shí)間長(zhǎng)短不一，尤其是醫(yī)護(hù)人員不在電腦邊上時(shí)，延時(shí)確認(rèn)問(wèn)題較嚴(yán)重。而輔助短信因發(fā)送對(duì)象固定，實(shí)際效果也不太理想，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。危急值質(zhì)量管理上，因軟件系統(tǒng)不同，數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，監(jiān)管難度較大。

我院作為一家綜合性三甲醫(yī)院，對(duì)于危急值管理制度的落實(shí)非常重視，早在2006年就通過(guò)LIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)危急值電子化管理，經(jīng)過(guò)持續(xù)改進(jìn)，逐漸建立了全院危急值統(tǒng)一監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了LIS、PACS、心電、病理等系統(tǒng)與HIS系統(tǒng)之間的危急值信息互聯(lián)互通。同時(shí)，為了縮短危急值處置周期，避免因醫(yī)務(wù)人員不在電腦旁邊等環(huán)境因素的干擾，引入TTS(Text to Speech)語(yǔ)音合成技術(shù)，將危急值文字報(bào)告轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音報(bào)告，實(shí)現(xiàn)危急值語(yǔ)音告知警告功能，方便了臨床醫(yī)務(wù)人員快速獲取危急值報(bào)告信息。本文主要介紹我院危急值系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用情況，旨在為醫(yī)院危急值報(bào)告流程和方法的優(yōu)化提供參考。

系統(tǒng)開發(fā)

1.開發(fā)前準(zhǔn)備。為使開發(fā)出來(lái)的信息系統(tǒng)能夠適應(yīng)臨床需求和醫(yī)院實(shí)際環(huán)境，切實(shí)有效地落實(shí)危急值報(bào)告制度，首先由醫(yī)院質(zhì)改處召集各醫(yī)技部門、急診、體檢、門診辦、信息中心等部門共同商討危急值處置相關(guān)事宜。明確軟件開發(fā)目的，確定危急值報(bào)告范圍及處置流程、方法、人員、時(shí)間等關(guān)鍵要素，同時(shí)對(duì)危急值內(nèi)容進(jìn)行歸納，尤其是放射、B超、心電、病理等非檢驗(yàn)類危急值文字描述的標(biāo)準(zhǔn)化處理，便于危急值自動(dòng)識(shí)別和統(tǒng)計(jì)分析。

2.系統(tǒng)功能開發(fā)

2.1 基于TTS的醫(yī)院危急值系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。TTS是一種將文本轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音的技術(shù)。最早的電腦文本語(yǔ)音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，是依靠在語(yǔ)音文件目錄中，按照文件名找到一個(gè)個(gè)事先錄好的語(yǔ)音文件，并按順序播放來(lái)實(shí)現(xiàn)的。操作起來(lái)非常麻煩，而且字詞之間銜接不流暢，沒有語(yǔ)境，效果較差。微軟公司的Microsoft-Speech SDK5.1語(yǔ)音引擎開發(fā)包及市場(chǎng)上基于此引擎推出的TTS語(yǔ)音庫(kù)解決了該問(wèn)題。利用此引擎轉(zhuǎn)換出來(lái)的語(yǔ)音具有自然語(yǔ)音中的聲調(diào)、重音、發(fā)音速度變化等細(xì)微特性，合成的語(yǔ)音清晰自然，富有感染力[2]，為多媒體軟件開發(fā)提供了便利。本系統(tǒng)的語(yǔ)音合成部分，正是利用Microsoft-Speech SDK5.1語(yǔ)音引擎同時(shí)結(jié)合VW-Liang中文語(yǔ)音庫(kù)實(shí)現(xiàn)的。具體設(shè)計(jì)思路如圖1。

圖1 醫(yī)院危急值系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

2.2 檢查類危急值報(bào)告電子化的實(shí)現(xiàn)。檢查類危急值與檢驗(yàn)危急值在判讀方式上相差很大。檢驗(yàn)危急值基本上屬于數(shù)值型，可根據(jù)性別、年齡等要素設(shè)定不同值域范圍，直接由計(jì)算機(jī)自動(dòng)比較發(fā)現(xiàn)。而檢查類危急值因其包含在一大段的診斷報(bào)告中，且診斷報(bào)告的描述往往以自然語(yǔ)言描述的方式存在，很難讓軟件系統(tǒng)自動(dòng)判斷出報(bào)告是否存在危急值。本功能的實(shí)現(xiàn)方法是依托原有PACS等信息系統(tǒng)，根據(jù)本院《危急值管理制度》中定義的危急值文字描述，分別建立危急值標(biāo)準(zhǔn)化字典。同時(shí)，為字典中的每條危急值設(shè)定關(guān)鍵字。如B超危急值：“急性心肌梗死”。可設(shè)定1個(gè)主關(guān)鍵詞“急”，3個(gè)輔助關(guān)鍵詞“心肌”、“梗”、“死”。程序上定義主關(guān)鍵詞與輔助關(guān)鍵詞之間使用邏輯關(guān)系符“and”，輔助關(guān)鍵詞之間使用邏輯關(guān)系符“or”，以此形成危急值特征表達(dá)式。醫(yī)生在審核診斷報(bào)告時(shí)，軟件系統(tǒng)根據(jù)特征表達(dá)式在診斷報(bào)告中進(jìn)行全文檢索，判斷是否存在危急值。承上例，系統(tǒng)在搜索時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)告中有“急”字，并且同時(shí)包含“心肌”、“梗”或“死”三個(gè)關(guān)鍵字中的任意一個(gè)關(guān)鍵字時(shí)，則判斷存在危急值風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)彈框提醒。診斷醫(yī)生根據(jù)提醒再度核查報(bào)告內(nèi)容。確屬危急值的，從危急值字典中選擇對(duì)應(yīng)危急值保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)同時(shí)觸發(fā)中間件寫入危急值平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 危急值數(shù)據(jù)歸集的實(shí)現(xiàn)。醫(yī)院危急值數(shù)據(jù)來(lái)源較多，除常見的檢驗(yàn)LIS系統(tǒng)外，還包括PACS、心電、病理等醫(yī)院信息系統(tǒng)。根據(jù)軟件廠家的配合程度，可采用兩種不同的對(duì)接模式。一是接口模式。這種模式需要軟件廠家對(duì)原有信息系統(tǒng)進(jìn)行改造，適合廠家配合程度高的軟件。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在審核報(bào)告環(huán)節(jié)調(diào)用接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，將危急值內(nèi)容寫入危急值平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。臨床確認(rèn)危急值時(shí)，再次調(diào)用此接口，將危急值狀態(tài)等處置信息回寫給原系統(tǒng)，以完成閉環(huán)。第二種模式是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)dblink+觸發(fā)器的方式實(shí)現(xiàn)。這種方式適合廠家配合程度低的軟件。因無(wú)法修改軟件系統(tǒng)，可在兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)間分別建立兩個(gè)dblink鏈接，用于數(shù)據(jù)庫(kù)間數(shù)據(jù)互訪。同時(shí)分別在數(shù)據(jù)庫(kù)上各建立一個(gè)觸發(fā)器，以insert、delete、update危急值表為判斷條件，觸發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)觸發(fā)器運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)間危急值數(shù)據(jù)的插入、刪除和狀態(tài)修改，實(shí)現(xiàn)不修改源代碼的情況下達(dá)到危急值數(shù)據(jù)歸集的目的。

2.4 TTS語(yǔ)音播報(bào)功能的實(shí)現(xiàn)。首先在操作系統(tǒng)中安裝Microsoft-Speech SDK5.1語(yǔ)音引擎與VW-Liang中文語(yǔ)音庫(kù)，以提供TTS開發(fā)環(huán)境，然后使用Power Builder9.0進(jìn)行程序開發(fā)。代碼編寫主要包括程序間的數(shù)據(jù)傳參，語(yǔ)音庫(kù)列表與音頻輸出驅(qū)動(dòng)的獲取，文字朗讀控制，timer函數(shù)事件的循環(huán)執(zhí)行幾個(gè)部分。最后將程序進(jìn)行編譯，做成TTS語(yǔ)音小程序，并放置于臨床或醫(yī)技科室業(yè)務(wù)程序目錄下。當(dāng)業(yè)務(wù)程序監(jiān)測(cè)到危急值時(shí)，立即彈窗提醒并強(qiáng)制窗體顯示在電腦屏幕最前端，不確認(rèn)無(wú)法關(guān)閉提醒窗口。同時(shí)，加載TTS語(yǔ)音小程序并將患者信息、危急值信息整合后傳遞過(guò)去實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音輸出。

2.5 危急值反饋模塊的實(shí)現(xiàn)。建立反饋模塊的目的是因?yàn)槲＜敝荡嬖谖醇皶r(shí)送達(dá)的可能。具體情況可分為三種：一是醫(yī)技科室漏發(fā)；二是已發(fā)送，但系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)沒有從原系統(tǒng)中寫入危急值平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)；三是臨床醫(yī)務(wù)人員沒有關(guān)注到。為降低上述情況的影響，確保危急值數(shù)據(jù)快速并且100%發(fā)送，危急值反饋程序必須在原業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。為了醒目，程序以大屏幕投放的方式展現(xiàn)，同時(shí)結(jié)合色彩管理，在危急值產(chǎn)生時(shí)就開始倒計(jì)時(shí)。5分鐘內(nèi)記錄為綠色，超過(guò)5分鐘未發(fā)送或未確認(rèn)該條記錄顯示為紅色，同時(shí)調(diào)用TTS語(yǔ)音小程序進(jìn)行語(yǔ)音告知警告，促使醫(yī)技科室采取措施予以補(bǔ)救。

2.6 危急值監(jiān)管模塊的實(shí)現(xiàn)。危急值監(jiān)管模塊主要契合管理部門需求進(jìn)行開發(fā)，以形成各種報(bào)表為主。例如能夠分類展示各種危急值詳細(xì)信息，能夠統(tǒng)計(jì)危急值確認(rèn)時(shí)長(zhǎng)等。通過(guò)對(duì)這些報(bào)表的應(yīng)用，可以達(dá)到管理部門監(jiān)管全院危急值的目的。

危急值系統(tǒng)應(yīng)用情況

系統(tǒng)投入使用后，臨床反映良好。同時(shí)，對(duì)比歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)TTS語(yǔ)音告知警告方式傳遞的危急值，處置周期明顯比其他方式縮短，這說(shuō)明TTS語(yǔ)音告知警告方式在危急值消息傳遞中具有顯著作用。總體而言，危急值系統(tǒng)的應(yīng)用有效降低了醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，保障了患者安全。而危急值監(jiān)管模塊的使用，也促使醫(yī)務(wù)部門不斷地通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)和整改危急值處置中存在的問(wèn)題，提高了整體醫(yī)療質(zhì)量。