基于數字孿生技術的日間手術管理平臺構建及應用

袁駿毅 戴錦杰

[摘要]利用數字孿生技術，整合醫院內多套異構軟件系統，構建日間手術管理平臺，實現日間手術申請、預約排程、入院到床、手術過程、出院隨訪、健康宣教、質控監管等無縫銜接，縮短了日間手術患者術前等侯時間，降低了醫療費用，改善了患者就醫體驗，提升了醫院管理效能。

[關鍵詞]數字孿生技術；日間手術；信息化；管理平臺

中曝分類號：R197.5 文獻標識碼：B

2021年6月，國務院辦公廳發布《關于推動公立醫院高質量發展的意見》（國辦發[2021]18號），明確提出醫療機構應推行日間手術，提高日間手術占擇期手術比例。隨著日間手術覆蓋范圍不斷擴大，醫療流程的精細化管理越發重要。為提高日間手術的精細化管理水平，多數醫院建立了配套信息系統。然而，《中國日間手術發展報告2020》指出，日間手術運行存在信息化支撐滯后、醫療質量管理有待完善等問題。在信息化建設方面主要體現為：日間手術配套信息系統對接不通暢，難以協調不同場景銜接；欠缺全局管理思維，關鍵數據獲取滯后，不能全面掌握數據動態。解決多階段協同和多環節流暢的關鍵，在于實時精確掌握全局每個節點的關鍵環節。數字孿生技術通過采集物理空間多角度的數據實體，在信息空間實現全過程的鏡像，運用復雜流程的可視化動態管理，達到監控、預測、調整的目的。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出，要積極應用數字技術，充分發揮數據優勢，促進公共服務水平提升。上海市胸科醫院是三甲專科醫院，據統計，2021年醫院手術量達2.14萬例，其中三四纏手術占98.46%。2022年，該院計劃開展日間手術業務。本研究以該院日間手術業務流程為對象，基于數字孿生技術，構建了日間手術管理平臺，以期為其他醫療機構加強日間手術管理提供參考。

1日間手術業務流程分析

與傳統病房模式相比，日間手術治療相對標準化，日間手術術前大部分準備工作均在門診完成，如手術申請、檢查檢驗、麻醉評估等，住院期間主要圍繞手術和術后恢復展開。因此，該院基于現有信息化系統，制定了日間手術業務流程，主要涵蓋門診診室、日間服務中心、手術室、日間病房4個應用場景，分為資質審核－預約排期－檢查檢驗－麻醉評估－術前宣教－入院辦理－術前準備－實施手術－術后恢復－出院隨訪等10個環節，見圖1。

2基于數字孿生技術的日間手術信息化建設概念模型

數字孿生概念模型包括物理空間、信息空間和數據鏈路，將其應用于高度協同的日間手術信息化建設，通過信息的實時交互，有利于優化日間手術業務流程。基于數字孿生技術的日間手術信息化建設概念模型如圖2所示。

3平臺架構和功能

基于數字孿生技術的日間手術管理平臺采用軟件、設施、數據、場景的分層架構設計，滿足多業務信息互聯靈活度需求。平臺整合了醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）、電子病歷系統（Elec-tranic Medical Record System，EMR）等臨床業務軟件，通過Wi-Fi、物聯網等多種設備，匯集形成多源數據鏡像的數據孿生庫，以支撐日間手術業務。數據孿生庫是平臺的數據中心，具有數據存儲、邏輯規則、接口服務3項功能，其中，數據存儲使用SQL Server 2016，內嵌資質準人、麻醉評估等智能邏輯規則引擎，接口以醫院服務總線（Enterprise Service Bus，ESB）的標準格式封裝。BI報表和指揮艙界面使用HTML 5開發，適用于靈活搭載不同的展示終端。基于數字孿生技術的日間手術管理平臺架構如圖3所示。

3.1日間手術申請

醫生在門診工作站完成日間手術申請。手術申請單需填寫手術日期、手術名稱、麻醉方式等，患者基本資料由平臺自動從HIS提取。日間手術申請完成后，醫生下達術前檢查檢驗醫囑，預開電子入院證。

3.2預約管理

日間服務中心負責患者人院前排程，平臺以進度條形式顯示當前步驟，綠色代表已完成。工作人員接收到啟動消息后，使用日間專用號源預約患者檢查檢驗時間，同步預約麻醉評估門診。若麻醉評估不通過，退出日間路徑，另外為患者預約普通門診。相關檢查和麻醉評估均完成后，預約并鎖定手術當日的日間床位，通過微信發送人院前宣教內容。手術日前一天，經電話聯系確認，正式激活醫生預開的電子人院證和手術申請單。

3.3一站式入院

日間病房入口放置自助機，提供一站式入院辦理服務。患者出示身份證，通過自助機讀取電子人院證，按照提示繳納預交金，打印憑證和腕帶。病區護士接收到入院手續，將床位狀態修改為正式入區。手術室于前一天根據申請臺序、手術名稱、預估時長，使用手術排班軟件完成手術安排。病區護士確認手術房間、臺次等信息，通過移動護理軟件進行護理評估。住院醫生與患者進行術前談話，使用電子簽字板采集知情同意書簽名和指紋。

3.4手術過程追溯

日間病房及手術室布有兼容射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術的無線網絡，以便準確記錄患者的軌跡狀態。患者人手術室時，病區護士為患者佩戴RFID手環。患者離開病房、人手術室、CT定位、人手術間、至蘇醒區、回日間病房均由手術追溯軟件采集點位信息。平臺智能解析手術軌跡，提供系列提醒功能，例如，主刀醫生會收到首臺患者已到達手術室消息；病區護理公告屏會滾動顯示即將送回患者，方便護士提前準備。

3.5出院智能隨訪

日間手術在院醫學觀察期短，術后康復評估和出院隨訪至關重要。患者出院前，醫生填寫出院評估單，記錄切口愈合、并發癥等狀況，評估達標后由醫生在EMR開具出院醫囑。出院隨訪表單包括切口疼痛、傷口愈合等內容，支持個性化定制，根據隨訪日期可進行互聯網醫院預約。平臺向出院患者發放隨訪問卷，并可提醒人工隨訪。隨訪日期前一天，平臺通過微信提醒患者。

3.6智慧健康宣教

建立多元化智慧健康宣教知識庫，知識庫擁有14個類別320個欄目，采用主動推送和自行瀏覽兩種方式。門診階段推進付費地點、檢查檢驗須知等就診信息，等待人院時推送入院前宣教、入院辦理須知等事項，在院期間推送用藥知識、圍手術期宣教等內容，出院后推送隨訪問卷和提醒復診等消息。患者可以關注健康宣教微信公眾號，以便隨時查閱。

3.7全程質控監管

過程管控和質量評價是日間手術高效安全運行的關鍵。基于數據孿生庫的實時全量數據，平臺設置了管理指揮艙大屏。圍繞手術效率和質量安全兩方面，制定了23個監測指標，涉及環節銜接、醫療質量、手術費用等方面。指揮艙依據質控標準，顯示當日和7日平均的重點關注指標。針對CT定位、麻醉蘇醒等超時限情況，指揮艙會滾動預警顯示個案。平臺還提供靈活多樣的報表，如同比和環比爽約率等運營數據，以保障質量管理的及時性和準確性。

4應用效果

日間手術管理平臺于2022年8月正式投入使用。日間病房目前開放床位14張，單日開放7張床位的預約排期。截至2022年11月底，共收治349人，月平均增長率為43.33%。其中，三四級手術比例達99.71%，患者均在48 h內出院，無嚴重并發癥轉入重癥監護病房情況，患者隨訪滿意度達100%。數據孿生庫總容量達392 GB，建立了28張標準字典、41套關鍵節點的智能邏輯規則，交互日志達257萬條。

以胸腔鏡下肺楔形切除術為例，選取2022年8月-11月實施日間手術的患者作為觀察組，選擇同期常規病房的患者作為對照組。納入標準：（1）胸外科和腫瘤科患者；（2）手術完成已出院；（3）治療過程不存在轉科。排除標準：術后轉入重癥監護病房患者。兩組患者在年齡、病種等方面均無統計學差異（P>0.05），具有可比性，評價指標包括：（1）術前等候時間，即醫生開具人院證時間至患者進入手術室時間；（2）住院時長，即患者人院時間至患者出院時間；（3）醫療費用，印住院費十門診檢查檢驗費及麻醉評估費。使用SPSS 18.0軟件對所得數據進行統計匯總分析，采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05為差異具有統計學意義。表1顯示，觀察組術前等候時間、住院時長顯著低于對照組（P均<0.001），醫療費用也顯著低于對照組（P<0.001）。

5討論

該院將數字孿生技術運用于實際醫療場景，建立了日間手術管理平臺，實現了醫療軟件的信息互聯和就醫場景的可視化管理。基于數字孿生技術的日間手術管理平臺，為日間手術患者提供了快捷、安全、無縫銜接的信息服務。一是實現了以手術為主線的全程信息化管理模式，通過導航式有序引導，提升了患者便捷就醫體驗；二是按場景需求設計軟件功能，無縫對接多套異構軟件，深化了開放互聯的數據服務能力；三是充分發揮了數字孿生技術的數字底座效用，基于動態資源智能分析，保障了醫療質量的規范化。

日間手術管理平臺的高效運轉，有賴于醫療管理和信息技術人員的共同努力。建設前期，項目組秉持手術加速康復外科理念，梳理日間手術業務流程；建設中期，項目組反復討論日間手術信息化建設系統架構，打通多套臨床業務軟件壁壘；平臺上線后，圍繞主要功能應用情況，針對暴露問題，項目組對平臺進行持續優化。這使得日間手術管理平臺發揮了顯著成效：一是縮短了日間手術患者術前等候時長。在保障手術安全的前提下，將檢查檢驗、麻醉評估關口前移，縮短了患者等侯心理適應期，有助于緩解患者術前焦慮心理。二是縮短了日間手術患者住院時長。采用手術精準預約和環節緊密銜接模式，有助于加快床位周轉率，從而提升醫院住院服務能級。三是有效控制了日間手術患者醫療費用成本。由于住院時長縮短，床位費、護理費等下降，減少了患者就醫支出。

當然，日間手術管理平臺的建設是一個逐步完善的過程，當前的日間手術管理平臺仍然有待優化。例如，多源數據轉換耗時較長，未接人的“孤島”應用有待打通等。可以預見，隨著醫療大數據深入人心，圍繞醫療場景重構頂層設計，醫院將不斷推出創新的智慧化服務體系，從而更好地提升服務水平，持續改善患者就醫體驗。