基于信息互聯互通的重癥監護信息系統設計與應用

韋 鑫，李 兵

（柳州市工人醫院，廣西柳州 545000）

重癥監護室收治的患者大多病情相當危重且狀態非常不穩定[1-2]，緊張繁重的醫療救治下，醫護人員在醫療信息處理上所花費的時間經常不足，若沒有一套健全、規范、自動化、信息互通的重癥信息系統作為支撐，臨床的診斷、治療和護理工作效率會越發低下[3]，輕則會對信息系統數據的記錄有差錯，重則可能因對患者病情異常發現不及時而耽誤最佳治療時間，需要付出更大的代價去治療，造成更多的醫患矛盾[4-5]。國家衛健委明確要求：三級醫院要實現院內各診療環節信息互聯互通，打通醫院內部和外部的信息孤島[6]。鑒于此，根據臨床的實際需求，該文對基于信息互聯互通的重癥信息系統的設計、實現和應用進行了分析。

1 需求分析

重癥醫學科作為醫院醫療工作最苦、最累、最繁重的科室之一，肩負著把病危患者從死亡邊緣拯救回來的重擔，因此對醫療信息準確性、完整性、及時性的要求很高，而且在記錄這些信息的同時要能夠處理好臨床救治中的各項工作，應從護士、醫生和管理人員不同維度提出以下核心需求：

1）護士的核心需求。患者的各項體征數據能夠自動采集并規范記錄在電子護理文書中；監護設備能夠通過無線設備不受空間限制地發送數據；在重癥信息系統中記錄的醫療數據可以在電子病歷中查看并引用；患者體征狀態異常值能夠通過系統做出明顯提醒并給出處理建議；藥品醫囑執行時微泵用藥能夠自動換算流速單位并計算藥用量。

2）醫生的核心需求。在重癥信息系統中可以查看患者的檢驗檢查、用藥和手術等醫療信息；根據系統已有的體征、護理、感染數據自動計算出評估評分；并對患者的醫囑執行、體征狀態、導管狀態、感染狀態進行監控。

3）管理者的核心需求。科室收治病種的情況統計；監護設備使用情況統計；重癥質控指標統計；醫學知識庫的更新與配置；人員權限的配置；系統運行狀態的監控。

2 系統設計

2.1 總體架構設計

重癥監護信息系統使用B/S 架構[7]，醫護人員打開瀏覽器就能夠使用系統，系統在醫院早期配置低的電腦上也能順暢運行，并且在服務器端升級功能后，只需重新打開瀏覽器就能夠獲得最新版本的軟件。重癥監護系統通過醫院信息集成平臺HIP（Hospital Information Platform）[8]，與ESB（Enterprise Service Bus）服務總線進行交互[9]，根據患者主索引，將患者體征、護理和評估評分等數據存入CDR（Clinical Data Resposiry）數據中心[10]，當患者轉科后，其他科室的醫護人員可在電子病歷或醫生、護士工作站查看或引用這些數據。當重癥醫護人員需要查看患者的檢驗、檢查、治療、醫囑等醫療信息時，系統通過Webservice方式跟集成平臺進行消息交互（遵循HL7 V3 標準），將獲得CDR 的數據存入本地數據庫[11]，再由Web 頁面展示出來。重癥監護信息系統整體的互聯互通架構如圖1 所示。

圖1 系統互聯互通架構圖

2.2 網絡架構設計

重癥監護室每張病床旁邊都會配備吊臂，上面有豐富的接口，如市電插座、網口、氧氣輸出口等。傳統的監護設備采集方式是通過有線傳輸模式將數據由局域網傳給服務器進行解析并存儲，但當監護設備隨著病床遷移時，數據將會出現斷聯，監護過程中斷常會導致患者病情變化得不到記錄，遺漏患者重要的病情變化，錯失治療患者的最佳時機。反復拔插數據線或網線，長久會致使接口處接觸不良而發生監護數據斷聯，進而導致回到護士手工記錄的狀態，嚴重降低工作效率。因此，從以下幾個方面對系統的網絡架構進行設計（整體網絡拓撲如圖2所示）：

圖2 系統網絡拓撲結構圖

1）在醫院已完成無線局域網建設的基礎上，各監護設備通過數據通信接口（RJ45 網口、RS232 和RS422串口等）接入無線收發器，再與無線AP（Access Point）接入點連接[12]，為了保證數據安全，防止外來非認證設備接入無線內網，需要在無線控制后臺對所有接入設備進行注冊與綁定。監護設備的數據通過無線方式經過多層交換機的轉發和防火墻的過濾傳輸到生產服務器，不用擔心斷聯，也可在科室間“漫游”。

2）數據的冗余性能夠保證主業務生產環境不可用時，通過備份進行恢復。該系統通過光纖連接異地機房進行備份，由備份一體機每天0～2 點在重癥業務最少的時候進行自動備份數據庫，由于備份時需要開啟數據庫歸檔日志功能，須定時清理每日增長的日志，否則會引起服務器磁盤空間不足導致系統崩潰，影響臨床工作的正常開展。

3）醫療數據屬于保密信息，尤其對于重癥監護患者的各項信息，如果遭受外來入侵惡意修改和泄露，不僅會引發很大的醫患矛盾，而且會給患者親屬造成不可估量的傷害，并對醫院造成巨大損失，所以在重癥業務生產端和備份端的出口部署邊界防火墻、數據庫審計系統、態勢感知系統、防泄密系統、IPS 系統、運維審計系統等一系列安全設備[13]，防護網絡邊界整體安全的同時能夠保證網絡邊界雙向流量安全，符合三級等保2.0 的要求。

2.3 功能架構設計

重癥監護信息系統的功能模塊有醫生管理、護士管理、統計中心和系統管理，如圖3 所示。醫生管理包含每日核查、感染監控、患者評估、醫囑監控、導管監控、自動質控評分、醫療信息查看、體征數據查看；護士管理模塊包含入科管理、設備管理、護理記錄、醫囑執行、異常提醒及處理、導管記錄、文書歸檔和體征監測管理；患者統計中心包含收治病種統計、工作量統計、監護設備使用統計、臨床醫療質量、個性化高級統計和國家質控上報指標統計；系統管理包含角色權限、登錄認證、醫護相關配置、接口開關、系統狀態監控和知識規則設置。

圖3 系統功能架構

3 系統主要功能實現

該系統采用B/S 前后端分離設計的架構，前端技術使用HTML5+CSS+JavaScript 對交互頁面進行設計與開發，后端技術采用.net 框架C#語言進行開發，在Windows server 2012 R2 服務器IIS 環境上部署Web項目[14]。數據庫采用異構類型的Oracle+MongoDb 模式，由于MongoDB 非常適合大量數據實時插入、更新與查詢，緩存性能高，適合“低價值”數據的批量存儲，所以在多監護設備高并發數據實時存儲時能夠有很高的寫入速度。利用Kettle 抽取工具將抽取MongoDB 的JSON 格式監護數據同步到Oracle 業務數據庫[15]，供前端隨時調用。因此，需要對護士、醫生、統計中心和系統管理功能的實現進行分析。

3.1 護士功能實現

護士將患者收入科室后，在系統里錄入患者相關信息，綁定相關監護設備，執行醫生開的相關醫囑，對于微泵注射的血管活性藥品能夠自動換算成μg/kg/min 流速單位并計算每小時用藥量，能夠根據患者體征、用藥、監護異常值等相關信息進行護理措施干預，最后形成一系列的電子護理文書。重癥信息系統自動獲取監護設備體征數據或錄入血糖、氧流量等數據后，由護士復核數據的準確性和邏輯性，正確無誤后點擊“保存”，由系統自動向HIP 調用服務推送數據到CDR，護士在書寫電子病歷時就可以調用CDR 的這些數據進行查看和引用，監護數據互聯互通傳輸流程如圖4 所示。

圖4 監護數據互聯互通傳輸流程

護士每隔一個小時在重癥信息系統中為患者采集隨機血糖值，并在電子病歷系統自動從CDR 中獲取重癥信息系統血糖值，操作界面如圖5 所示。作為護理記錄的一部分，護士在此節省了一半的工作量，并且護理部進行每月護理質控時，不用在兩個系統之間比對是否記錄有遺漏和不一致，有效提高了醫療質量控制環節的效率。

圖5 獲取重癥系統血糖值的操作界面

3.2 醫生功能實現

醫生根據重癥患者的體征數據，從CDR 中獲取檢驗、檢查、用藥和手術等醫療數據，在系統里進行每日的清單核查，包括深靜脈血栓預防、體征狀態核查、導管及感染狀態監控、血管活性藥輸注檢查、危重癥程度的評估等。APACHE Ⅱ評分是衡量重癥患者是否處于病情危重的關鍵指標[16]，需要根據患者的護理評估、年齡、體征數據、檢驗數據等進行計算，在系統中點擊“提取”，可一鍵自動提取并計算評分，解決了醫生長久以來手工填寫與核算的問題，讓醫生可以抽出更多時間專注于病人的救治，提取相關數據自動生成APACHE Ⅱ評分的操作界面如圖6所示。

圖6 自動生成APACHE Ⅱ評分的操作界面

3.3 患者統計中心功能實現

作為重癥醫學科的管理人員，利用信息手段來了解科室每天、每月、每年的患者收治、儀器設備使用、醫護人員的工作等情況是為制定工作計劃、調整工作方案、合理分配工作績效提供準確的支持決策數據。科室主任或護士長進入統計中心模塊，點擊“收治統計”可以查看默認近一個月的收治患者情況，也可通過自定義選擇任意時間范圍統計數據，其中包含住院總病人天數、平均住院天數、床位周轉率等，對科室出入院量和入院患者來源做了圖形可視化分析，近一個月的科室收治患者情況如圖7 所示。

圖7 近一個月科室收治患者情況

3.4 系統管理功能實現

重癥信息系統的后臺管理不僅科室管理人員需要，而且管理系統的信息技術人員也同樣需要。信息技術人員在管理后臺對各項功能模塊的參數設置、運行狀態、各類接口和系統日志等情況進行日常巡檢；科室管理人員可以對使用該系統的醫護人員和職能科室人員進行不同權限的控制，監測表單的修改、護理措施的設定以及護理計劃的維護，對護理計劃模板進行維護的情況如圖8 所示。對于剛入科的低年資護士在遇到患者發生異常時，可以利用已維護好的知識決策規則為自己提供處理建議。

4 應用效果

重癥監護信息系統從2018 年8 月上線以來，從護士、醫生和科室管理者三個維度不斷地根據臨床實際情況提出大量需求，經過數次大版本更新迭代，形成一個能夠提高醫護人員工作效率、節省記錄醫療數據花費時間、減少不同系統間數據轉錄而發生的差錯、提升科室精細化管理水平的管理系統。表1為該系統上線前后護士、醫生和科室管理者的應用效果對比。

表1 系統上線前后各角色的應用效果對比

5 結束語

綜上所述，基于信息互聯互通的重癥監護信息系統，能夠以無線傳輸的方式采集監護設備數據，并自動寫入患者的電子醫療文書中，與HIP 交互將數據存入CDR，供院內其他系統查看和引用，同時該系統從CDR 獲取檢驗、檢查、用藥和手術等數據，醫護人員不用多次切換多個系統進行查看，節省了大量時間。系統的互聯互通和自動化使醫護人員能夠方便、快捷地了解病情并及時采取相應措施，在很大程度上提高了臨床各環節醫療質量控制和規范性，滿足了國家對三甲醫院重癥信息系統互聯互通的要求，也有助于醫患滿意度的提高。