基于數(shù)據(jù)挖掘的臨床路徑系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

【作 者】湯 瓊，李志敏，傅 川

浙江中醫(yī)藥大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，浙江，杭州，310053

0 引言

隨著國(guó)家醫(yī)療保險(xiǎn)制度和醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革的逐步深入，醫(yī)療付費(fèi)日趨合理，醫(yī)療管理工作日趨完善。醫(yī)院要獲得更大的發(fā)展，就需要適應(yīng)新的改革，需要在質(zhì)量管理方面尋找更加先進(jìn)的方法或模式。臨床路徑是一種新型的醫(yī)療服務(wù)模式，是各相關(guān)部門或科室的醫(yī)務(wù)人員針對(duì)某一病種的檢測(cè)、治療、康復(fù)和護(hù)理等的規(guī)范化。與傳統(tǒng)醫(yī)療護(hù)理模式相比, 臨床路徑在提高醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量的同時(shí)，還能提高整個(gè)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神?？傊R床路徑是提高醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量、改善醫(yī)療品質(zhì)和控制醫(yī)療成本有效手段，它的應(yīng)用必將成為一種發(fā)展趨勢(shì)[1]。

衛(wèi)生部發(fā)布的臨床路徑(范本)是組織全國(guó)相關(guān)方面的專家討論制定的，這些范本對(duì)臨床路徑的實(shí)施具有普遍的指導(dǎo)意義。但是由于臨床路徑的個(gè)性化特點(diǎn)，使它必須以本區(qū)域、本醫(yī)院的具體情況相結(jié)合，因此就某一區(qū)域的醫(yī)院而言，范本的實(shí)際可操作性有差異性。目前，一些醫(yī)院的臨床路徑是在范本的指導(dǎo)下，在本院相關(guān)醫(yī)務(wù)人員共同討論的基礎(chǔ)上制定和逐步完善起來(lái)的。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，臨床路徑從最初制定到完善需要1-2年的時(shí)間，需要耗費(fèi)大量的人力物力，制定和維護(hù)成本較高。同時(shí)，有些臨床路徑的信息化水平不高，甚至與醫(yī)院現(xiàn)有的信息系統(tǒng)脫節(jié)，使其難以在臨床中使用。以上諸多因素都限制了臨床路徑開(kāi)發(fā)水平的提高與推廣，因此，迫切需要一種新的、科學(xué)的、高效的方案來(lái)解決臨床路徑現(xiàn)階段發(fā)展的問(wèn)題。

1 臨床路徑簡(jiǎn)介

臨床路徑[2](Clinic Pathway,CP)是一種跨學(xué)科的、綜合的深化整體醫(yī)療護(hù)理的工作模式，是由醫(yī)生護(hù)士與其他專業(yè)人員對(duì)特定病種的診斷和手術(shù)做最恰當(dāng)?shù)挠行蛐院蜁r(shí)間性的診療計(jì)劃，將常見(jiàn)的治療、檢查與護(hù)理等醫(yī)療活動(dòng)細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)住院天數(shù)設(shè)計(jì)表格，使患者由入院到出院都依據(jù)此模式來(lái)接受診療。臨床路徑20世紀(jì)70年代起源于美國(guó)，目前在美國(guó)約有60%的醫(yī)院正在應(yīng)用，病種已不局限于外科手術(shù),而是從外科向內(nèi)科、從急性病向慢性病、從院內(nèi)向社區(qū)醫(yī)療服務(wù)和從單純臨床管理向醫(yī)院各方面管理擴(kuò)展[3]。二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，臨床路徑在歐洲、澳大利亞以及部分亞洲國(guó)家的醫(yī)院中逐漸得到推廣應(yīng)用。1998年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)一些醫(yī)院逐步意識(shí)到臨床路徑的優(yōu)越性，北京、天津、重慶、青島、成都、南京、臺(tái)州等國(guó)內(nèi)一些城市的大醫(yī)院，相繼開(kāi)展了部分病種臨床路徑的研究和試點(diǎn)工作[4-6]。2009年，衛(wèi)生部制定下發(fā)了22個(gè)專業(yè)112個(gè)病種的臨床路徑，并在全國(guó)16個(gè)?。▍^(qū)、市）遴選了86家醫(yī)院?jiǎn)?dòng)臨床路徑管理試點(diǎn)工作。2010年7月，衛(wèi)生部對(duì)臨床路徑試點(diǎn)半年的情況進(jìn)行了評(píng)估[7]，結(jié)果表明，實(shí)行臨床路徑的病種平均住院日明顯下降，醫(yī)療費(fèi)用明顯降低。目前，臨床路徑正在我國(guó)各級(jí)醫(yī)院推廣實(shí)施。

然而，臨床路徑不同于常規(guī)醫(yī)療，它是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理的常規(guī)醫(yī)療。通過(guò)對(duì)常規(guī)診療過(guò)程細(xì)化分析，以時(shí)間時(shí)程為橫軸，以診療過(guò)程為縱軸，科學(xué)的規(guī)劃從入院到出院的各個(gè)診療流程。時(shí)間時(shí)程可以簡(jiǎn)單分為入院第一天、第二天……，診療過(guò)程可以分為護(hù)理、治療、檢查、術(shù)前討論、膳食、宣教等。根據(jù)時(shí)程的變化執(zhí)行該時(shí)程內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)診療類醫(yī)囑，在沒(méi)有發(fā)生變異的情況下，醫(yī)生和護(hù)士按照標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)囑（根據(jù)病種事先定義好的醫(yī)囑）執(zhí)行，患者到標(biāo)準(zhǔn)住院日當(dāng)日出院。如果發(fā)生變異，便需要去總結(jié)分析變異原因，確定是否調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)囑。每個(gè)時(shí)程執(zhí)行完畢，將對(duì)該時(shí)程內(nèi)患者的預(yù)期治療效果進(jìn)行分析評(píng)估，達(dá)到預(yù)期治療效果，將繼續(xù)下一時(shí)程執(zhí)行路徑；否則，將跳出路徑，轉(zhuǎn)入特使治療。臨床路徑的一般流程見(jiàn)圖1。

圖 1 臨床路徑流程圖Fig.1 The fl ow chart of Clinical pathway

有了臨床路徑，符合準(zhǔn)入條件的入院病人，將嚴(yán)格按照路徑執(zhí)行診療流程，如果期間沒(méi)有發(fā)生異常的話，直至出院。因此，臨床路徑的制定必須科學(xué)和行之有效，并與醫(yī)院實(shí)際情況緊密結(jié)合。

2 基于數(shù)據(jù)挖掘的臨床路徑

數(shù)據(jù)挖掘（Datamining DM)是從存放在數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或其他信息庫(kù)中的大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有趣知識(shí)的過(guò)程，是涉及數(shù)據(jù)庫(kù)管理、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別及數(shù)據(jù)可視化等學(xué)科的邊緣學(xué)科[8]。近年來(lái), 隨著醫(yī)學(xué)信息化的不斷發(fā)展和數(shù)字醫(yī)療設(shè)備的廣泛應(yīng)用，各醫(yī)院的HIS系統(tǒng)所積累的臨床信息越來(lái)越豐富。我國(guó)各大科研資助項(xiàng)目（如“國(guó)家自然科學(xué)基金”、“973”、“863”等）設(shè)立DM的研究課題，引導(dǎo)相關(guān)科研單位和高校進(jìn)行醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘的研究。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在疾病診斷、治療、器官移植、基因研究、圖像分析、藥物開(kāi)發(fā)和科學(xué)研究等方面都獲得了可喜的成果。

臨床路徑源于臨床實(shí)踐，是隱含在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)海量數(shù)據(jù)中的病種普遍治療模式。如能從海量的醫(yī)院數(shù)據(jù)中挖掘出這種隱藏的模式，其意義是不言而喻的。我們可以將醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)到臨床路徑一般過(guò)程描述如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)挖掘模型Fig.2 The modal of data mining

① 建立挖掘數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)醫(yī)院現(xiàn)有信息系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)采用序列挖掘方法進(jìn)行規(guī)范化處理，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，識(shí)別、刪除孤立點(diǎn)等，從而改進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高挖掘精度和性能，將處理后的數(shù)據(jù)存入挖掘數(shù)據(jù)庫(kù)。

② 設(shè)計(jì)挖掘算法?？山Y(jié)合聚類分析和仿生算法中的蟻群算法，設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)單病種的通用型的挖掘算法，利用聚類獲得相關(guān)病種的簇，其間利用蟻群算法優(yōu)化簇的形成，進(jìn)而形成優(yōu)化的單一路徑。

③ 建立臨床路徑數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)概念說(shuō)明，生成屬性及其約束，建立存放抽取值的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)相應(yīng)的表達(dá)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯煜さ呐R床路徑。

從醫(yī)院真實(shí)數(shù)據(jù)中挖掘出來(lái)的病種的臨床路徑，是符合詢證醫(yī)學(xué)的。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)專家的評(píng)審或適當(dāng)調(diào)整的臨床路徑，就可以投入臨床使用。這無(wú)疑是一種科學(xué)、高效的、行之有效的臨床路徑制定途徑。

3 臨床路徑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

臨床路徑的信息化是在醫(yī)院現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，因此跟現(xiàn)有的系統(tǒng)，如醫(yī)生工作站、護(hù)士工作站和HIS/LIS/PACS系統(tǒng)都有數(shù)據(jù)交互，臨床路徑系統(tǒng)不改變醫(yī)院現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行，而是與其無(wú)縫鏈接，實(shí)現(xiàn)信息的交互和共享。臨床路徑系統(tǒng)的運(yùn)行方案如圖3所示。

圖3 臨床路徑信息系統(tǒng)運(yùn)行方案Fig.3 The running scheme of clinical pathway information system

在此方案中，由臨床路徑挖掘引擎挖掘出指定病種的臨床路徑，經(jīng)過(guò)專家的評(píng)議和修訂后投入臨床應(yīng)用，形成具體的醫(yī)囑方案、護(hù)理方案和醫(yī)療記錄；然后與醫(yī)院各系統(tǒng)進(jìn)行交互，記錄路徑的執(zhí)行情況；最后，將反饋信息傳給質(zhì)管部門，進(jìn)行異常報(bào)警、異常監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)處理，為路徑分析和優(yōu)化做準(zhǔn)備。

經(jīng)過(guò)初步的調(diào)研和文獻(xiàn)研究，臨床路徑系統(tǒng)的基本框架設(shè)計(jì)如圖4所示。臨床路徑信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)從四個(gè)方面去實(shí)現(xiàn)：臨床路徑維護(hù)、臨床科室應(yīng)用、醫(yī)技科室應(yīng)用和管理科室應(yīng)用。

圖4 臨床路徑信息化框架圖Fig.4 The information framework of clinical pathway

臨床路徑維護(hù)包括路徑維護(hù)和定義監(jiān)控規(guī)則，主要是由臨床路徑挖掘引擎挖掘出病種的臨床路徑，定義階段、項(xiàng)目和關(guān)聯(lián)醫(yī)囑、項(xiàng)目及執(zhí)行時(shí)間。

臨床科室應(yīng)用包括入/出徑管理、臨床路徑醫(yī)囑開(kāi)立、病情變異記錄以及臨床路徑表單展示，主要記錄管理病人從入徑到出院或出徑全過(guò)程的診療及護(hù)理信息。出徑處理治療過(guò)程中發(fā)生變異需要退出臨床路徑治療時(shí)，臨床醫(yī)生填寫出徑原因。臨床路徑醫(yī)囑開(kāi)立模塊實(shí)現(xiàn)臨床醫(yī)生根據(jù)所在臨床路徑的階段進(jìn)行成套醫(yī)囑的開(kāi)立，或系統(tǒng)根據(jù)患者所在臨床路徑的階段自動(dòng)生成醫(yī)囑，或臨床醫(yī)生根據(jù)患者的實(shí)際情況開(kāi)立其它醫(yī)囑。臨床路徑表單展示模塊以表單的形式展示患者每日的治療活動(dòng)，與臨床路徑標(biāo)準(zhǔn)表單那對(duì)比，展示變異情況，方便臨床醫(yī)生瀏覽、回顧治療過(guò)程。

醫(yī)技科室應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)臨床路徑患者標(biāo)記和表單展示。臨床醫(yī)師根據(jù)臨床路徑開(kāi)立醫(yī)囑時(shí)，對(duì)檢驗(yàn)、檢查類醫(yī)囑自動(dòng)發(fā)出預(yù)約申請(qǐng)，制定完成時(shí)間。醫(yī)技科室在接受申請(qǐng)時(shí)，能清楚地看到患者所在臨床路徑的標(biāo)記，以便在指定時(shí)間內(nèi)完成檢驗(yàn)檢查項(xiàng)目。

管理科室應(yīng)用包括入徑患者監(jiān)控、出院患者統(tǒng)計(jì)和變異管理。其中入徑患者監(jiān)控主要監(jiān)控全院的入徑患者，關(guān)注入徑率、項(xiàng)目執(zhí)行情況、費(fèi)用情況、是否發(fā)生變異。出院患者統(tǒng)計(jì)主要統(tǒng)計(jì)制定時(shí)間段各病種的入徑率，入徑患者的平均住院日、平均費(fèi)用、變異率和變異原因分析。變異管理則用于管理部門根據(jù)病種分析變異情況，將變異按照醫(yī)囑變異、工作人員變異、時(shí)間變異等性質(zhì)統(tǒng)計(jì)，有針對(duì)性采取不同措施修正臨床路徑或工作方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于數(shù)據(jù)挖掘的臨床路徑信息化設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從醫(yī)院現(xiàn)有的海量數(shù)據(jù)中挖掘出病種的與醫(yī)院現(xiàn)有條件相適應(yīng)的臨床路徑，縮減了其制定的周期和費(fèi)用，與醫(yī)院現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，為臨床路徑的發(fā)展提供了一種新的思路。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，除了常規(guī)功能，還可以嘗試在臨床路徑執(zhí)行過(guò)程中，加入一些智能元素，如對(duì)不合理醫(yī)療行為進(jìn)行提醒、沒(méi)有處理完本階段的治療措施限制進(jìn)入下一流程等，增加臨床路徑流程管理的智能性?？傊?，臨床路徑的發(fā)展仍然任重而道遠(yuǎn)，需要我們繼續(xù)努力。

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