與RIS報告系統深度結合的超聲語音錄入系統設計與實現

盧瑞鴻，王毅，張順霞，吳震天

（1．中山大學附屬第一醫院信息數據中心，廣州 510080；2．廣州中醫藥大學附屬第一醫院信息科，廣州 510080）

0 引言

超聲檢查與放射影像不同，檢查過程與診斷沒有分開完成，檢查時間相對長。例如消化系統檢查要求空腹，時間相對集中，病人都在等待區集中，時有用戶等待的抱怨聲，既不利于檢查醫生思考，更不利于病人對醫院就診服務的印象，直接影響了病人滿意度。此外很多綜合醫院的超聲科采用一臺超聲診斷設備配一名錄入員人工鍵盤輸入超聲檢查報告的方法，很多情況下進修生和實習生“淪為”打字員，非常不利于教學的展開。

隨著新冠肺炎疫情發生以來，全球陷入醫療資源緊張，人工智能在醫療領域的應用凸顯，人工智能技術在疫情監測分析、人員物資管控、醫療救治、藥品研發、后勤保障、復工復產、虛擬助理等方面充分發揮作用。這樣充分說明以人工智能、大數據等為代表的新一代信息技術通過前期的快速發展和實踐積累，已經越來越商業化、市場化和普及化。

在這個大環境背景下，我院超聲科提出了建設一套語音錄入檢查報告系統的需求，但同時，還要繼續保證報告的結構化存儲和后期大數據的統計應用等功能。

1 建設目標

以智能語音技術和人工智能技術為核心，采用語音識別+自然語言理解的方式，將系統與超聲科原有的報告系統結合，盡量減少改變醫生的操作習慣，重點協助解決超聲科醫生檢查人數多、工作繁瑣等問題。以期在四個方面取得成效。①降低醫院成本，節省醫院招聘和管理錄入員成本。以北上廣深等地醫院為例，每個錄入員每年的用人成本在8萬元左右，通過應用語言錄入系統，一定程度上減少錄入員的數量。②提高醫生效率。醫生在一個人工作，或者需要記錄患者個性化信息時，提高醫生工作效率，將原來3～5分鐘的工作降低至1分鐘左右。③縮短患者等待時間。當前的超聲科檢查工作需在對患者檢查結束后當即出報告，醫生在一個人工作時，做到檢查與錄入同時進行，縮短患者等候報告的時間。④增加實習醫生、進修醫生實操機會。在實習、進修、輪轉醫生從報告聽寫工作中解放出來，更多地跟帶教老師實操，更快學習掌握超聲檢查技能和知識。

2 設計思路

2.1 業務流程設計

系統的操作盡量方便醫生操作，減少在兩個系統之間的切換。因此設計將語音錄入系統嵌入到RIS報告系統中，醫生登錄打開RIS報告系統后，可以在書寫報告的界面主動調用打開語音錄入系統的頁面，然后根據患者的檢查情況通過語音指令調用相應的報告模板。醫生邊檢查邊按照模板用語音方式錄入結果，如果檢查多個部位需要追加模板或者模板外的內容，也可以通過語音追加模板或者直接追加報告文本內容。在語音錄入系統界面填寫完超聲所見后，系統會自動生成超聲結論，醫生也可以通過語音修改超聲結論，然后后預覽報告的內容和格式，確認無誤后語音指令將報告內容導入到RIS報告系統。醫生在RIS報告系統界面檢查報告內容、圖片和格式無誤后，即可打印報告交給患者，整體流程如圖1所示。

圖1 超聲語音錄入報告業務流程圖

2.2 系統架構設計

超聲語音錄入系統主要實現檢查過程實時錄音、醫生語音實時識別、報告生成等核心功能。機器轉寫（語音識別）和自然語言理解服務構建在醫療語音云（院內私有云），用于將醫生的語音以機器轉寫的方式識別為文字，將識別結果進行語義解析，智能提取出結構化的報告內容。醫療語音加密編碼服務則用于將醫療語音數據加密編碼、解碼。語音管理服務平臺提供標準的語音授權、管理和配置等服務，并提供標準的接口給超聲科報告系統調用。RIS報告系統對接功能實現語音錄入系統與RIS報告系統的對接，包括從RIS報告系統調起語音錄入系統，以及從語音錄入系統將報告結構化地同步到RIS報告系統等。系統架構參考圖2。

圖2 超聲語音錄入系統架構圖

2.3 二維表結構同步報告設計

為便于科室的科研工作，需要將超聲報告結構化地存儲，因此需要事先制定好結構化的報告模板，醫生在錄入報告時調用模板，根據模板的結構化字段錄入相應的檢查值或者檢查屬性，然后從語音錄入系統將報告同步到RIS報告系統。

但超聲檢查的部位組合本身比較多，而且每個患者每個部位的檢查結果都不盡相同，比如常規的肝膽胰脾彩超，雖然是一個項目，但不同患者的檢查結果，可能是肝膽胰脾都正常，可能是正常肝膽胰加脾大，可能是正常肝膽脾加胰腺炎等等。這還只是一個項目的不同部位組合，如果一個檢查有幾個不同的項目，比如肝膽胰脾彩超加盆腔彩超，那么組合情況就更多更復雜了。如果每個組合都制定一個模板的話，模板的制定工作量將非常巨大，而且檢查醫生查找模板的效率也不能保證。

在此情況下，我們設計了通過二維表的模式實現報告模板的自由組合。比如肝膽胰脾彩超，我們將正常肝，肝硬化，肝囊腫，肝內鈣化灶，正常膽囊，膽囊結石，正常胰腺，胰腺炎，正常脾，脾囊腫等等不同部位（器官）的不同情況維護成一個個基礎模板，醫生在寫報告時根據檢查的情況引入肝膽胰脾的相應模板，組成一份報告。同時在RIS報告系統中也有相應的模板表結構，實現從語音錄入系統向RIS報告系統同步結構化的報告內容并在RIS報告系統中存儲。二維表結構的報告模板實現頁面參考圖3、圖4所示。

圖3 二維表結構報告模板1

圖4 二維表結構報告模板2

2.4 超聲知識庫及圖譜設計

主要使用了超聲領域的命名實體自動發現和消歧技術，對非結構化超聲報告和半結構化模板文檔進行命名實體發現與標注。在實體自動標注的基礎上，研發自動實體屬性鏈接技術，對無結構文本中提到的實體（如肝臟狀態、門脈位置等）從文本語料中自動發掘其對應屬性（如萎縮/大小正常、主干/左支/右支等），從而完成醫療領域知識圖譜構建。構建超聲業務圖譜的過程是知識圖譜的一種簡化，借助于圖譜的結構，可以描述業務邏輯關系的圖，包含概念、實體、屬性、關系、意圖（明確知識點和模糊知識點），是一種業務知識的表示。其中圖譜中每個點都是一種語義要素，相比于語義信息針對整個句子，語義要素提取更著重于提取句子中的關鍵信息。例如針對肝膽檢查的模板，簡單梳理出來的部分知識點如表1所示。

表1 肝膽檢查部分知識點梳理表

3 實現效果

3.1 提升檢查效率

系統到目前為止已經完成了400多個基礎模板，基本上覆蓋了我院超聲醫學檢查的全部項目。系統上線后，語音錄入系統響應上屏時間小于0.5秒，識別精度大于93%。檢查醫生通過語音操作方式，可自行完成叫號-應診-檢查-報告書寫全流程，形成結構化超聲檢查報告，配合超聲模板自動填寫相應字段內容，提升了醫技科室的運營效率與醫生的檢查效率，促進了組織結構變革與管理模式優化。

3.2 改善患者體驗

系統優化診療流程，提升醫療服務水平，改善患者體驗。診間無需報告錄入員，由檢查醫師完成檢查與錄入，有效化解患者尷尬情緒；檢查過程中即時完成報告錄入，增加患者信任感；檢查與錄入同步進行，縮短檢查耗時，降低患者候診、診中時間，緩解患者緊張焦慮心情。

3.3 助力臨床科研

目前，超聲語音錄入系統月均形成結構化檢查報告約500份，部分醫生已經養成了語音錄入報告的習慣，通過語音錄入的報告比例將越來越高。這些報告無需進行繁瑣的后結構化過程即可滿足科研數據檢索、統計分析的要求，并可針對科研需要進行進一步的內容分類，便于研究者分析患者病情與影像學表現，發現超聲表現、歷史就診記錄與疾病情況的關聯，為研究提供數據支撐。

4 結語

與RIS報告系統深度結合的超聲語音錄入系統建設具有非常現實的意義。首先系統可以將超聲科的醫生從繁重的文字錄入工作中解放出來，提高檢查效率，更好地為患者服務；其次通過統一模板的方式，將報告的部分字段值結構化保存，有利于開展科研統計；此外對于綜合醫院的進修生，實習生，也可以通過標準化的流程和模板更好地學習，提升技能；最后，未來可以將語音錄入功能應用于遠程檢查的報告書寫，為分級診療提供技術基礎。

下一步，我們計劃根據科室使用需求及醫院管理要求，持續加強報告結構化自處理及報告實時質控提醒等功能，讓系統更好地服務患者與醫務人員。同時拓展語音錄入的應用場景，探索語音助理應用于電子病歷、病理報告、影像報告的可行性，發掘人工智能在醫療領域的更多價值。