基于仿生學(xué)的輸血信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計初探*

◆史森中 黃 昊 姬曉波

責(zé)任編輯:姚 濤

目前，大多數(shù)醫(yī)院輸血科所用軟件仍是HIS服務(wù)商提供的LIS系統(tǒng)，其工作模式單一，工作原理簡單，只能為輸血科提供有限的信息化服務(wù)［1］。輸血科在使用 HIS系統(tǒng)后工作效率并沒有明顯提高，且存在著一定的輸血安全風(fēng)險，而且傳統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)化對其顯得很無力。隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)日趨復(fù)雜，輸血信息系統(tǒng)如果在設(shè)計過程中沒有好的系統(tǒng)架構(gòu)作為基礎(chǔ)，無論服務(wù)器功能再強(qiáng)大、性能再穩(wěn)定，也無法流暢的運(yùn)行輸血系統(tǒng)。針對上述問題，本研究提出了一種基于仿生學(xué)的輸血信息系統(tǒng)設(shè)計思路。

1 仿生學(xué)的應(yīng)用價值

仿生學(xué)是模擬自然界生物的某種現(xiàn)象、行為或功能的一類方法［2］。仿生學(xué)在解決復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題方面具有廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比，其具有對所求解問題的模型要求不高的優(yōu)點。它不像傳統(tǒng)優(yōu)化方法要求問題的目標(biāo)函數(shù)可微、可行域是連通的，只要求問題是可計算的即可，仿生學(xué)的這些優(yōu)點對于一些復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題的解決具有重要的應(yīng)用價值。而傳統(tǒng)優(yōu)化方法往往不能滿足復(fù)雜系統(tǒng)模型優(yōu)化問題的需求，且優(yōu)化效果通常不盡人意［3］。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)仿生架構(gòu)設(shè)計

對比人體細(xì)胞結(jié)構(gòu)與輸血信息系統(tǒng)架構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，輸血系統(tǒng)各部分猶如一個個獨立的細(xì)胞，按照各自的職能運(yùn)轉(zhuǎn)、協(xié)調(diào)、傳送、感控等。醫(yī)院各類系統(tǒng)獨立運(yùn)行但又彼此協(xié)調(diào)。核心服務(wù)器或系統(tǒng)服務(wù)器類似于大腦，根據(jù)匯總信息，對醫(yī)院的整體運(yùn)行發(fā)出各種指令，確保系統(tǒng)向著既定的目標(biāo)前行。

如圖1所示，仿生輸血信息系統(tǒng)架構(gòu)類似一個細(xì)胞核，它能根據(jù)匯總的各類信息，對系統(tǒng)整體運(yùn)行發(fā)出各種指令，確保系統(tǒng)運(yùn)行不發(fā)生偏離。系統(tǒng)的組成部分類似于核膜，它們按照各自的職能實現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)、感控、設(shè)置等。與此同時，工作人員根據(jù)情況及時調(diào)整偏差，達(dá)到動態(tài)的穩(wěn)定與修復(fù)。

2.2 系統(tǒng)平臺

本系統(tǒng)是基于 Microsoft.NET Framework 2.0平臺，靈活運(yùn)用 Html、JavaScript、C#等開發(fā)語言，使用Ajax技術(shù)以加速系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理速度設(shè)計開發(fā)的 B/S體系結(jié)構(gòu)的醫(yī)院輸血信息系統(tǒng)。它直接通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)與血站服務(wù)器連接，客戶端不需安裝任何軟件，只需通過IE瀏覽器就可登錄系統(tǒng)，具有安裝簡單、操作簡便、功能強(qiáng)大和設(shè)計人性化等優(yōu)點。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，本系統(tǒng)與血站管理系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫銜接，實現(xiàn)了網(wǎng)上訂血的數(shù)據(jù)交互。訂單通過接口直接發(fā)送到血站管理系統(tǒng)，同時血站的回復(fù)信息及發(fā)血數(shù)據(jù)通過接口直接發(fā)回本系統(tǒng)。另外，本系統(tǒng)為HIS系統(tǒng)提供了費用信息、發(fā)血信息、患者檔案信息等多個接口，以保證數(shù)據(jù)共享。

2.3 系統(tǒng)外部接口

(1)與HIS接口。根據(jù)申請單號或病人ID號從HIS中核對病人用血申請、配血報告和發(fā)血信息，通過審核返回HIS系統(tǒng)，并支持自動計費。(2)與檢驗科 LIS接口。查看檢驗科輸血前檢驗的部分項目，并根據(jù)所做的內(nèi)容判定是否發(fā)血。病人信息可在LIS和輸血信息系統(tǒng)之間共享錄入。(3)與血站的接口。根據(jù)血袋號從血站管理系統(tǒng)中出庫并自動在輸血信息系統(tǒng)中入庫，可及時將醫(yī)院配血、用血、退血、報損、調(diào)血等信息返回到血站管理系統(tǒng)中方便統(tǒng)計操作。

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全設(shè)計

醫(yī)院通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息互動，輸血科工作站利用醫(yī)院局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間互聯(lián)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全防范尤為重要。通過網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)閘等措施實行有效監(jiān)控，可降低聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險。另外，密碼設(shè)置、權(quán)限設(shè)置也為數(shù)據(jù)的安全提供了有效保障。

3 系統(tǒng)基本功能

3.1 血液管理

可以詳細(xì)記載病人身份標(biāo)識、血袋號、成份名稱、血型、入庫日期、血液來源、獻(xiàn)血者身份、采血日期等有關(guān)資料，并能夠完成全血、成分血的入庫登記。根據(jù)臨床需要進(jìn)行血液分裝、記錄血型復(fù)檢和交叉配血結(jié)果。在自動獲得臨床輸血申請單的同時，提示存儲血信息，主動進(jìn)行配血信息處理。

3.2 血液檢驗

病人的檢驗結(jié)果會自動生成并存儲在系統(tǒng)中，便于日后查詢核對。檢驗結(jié)果主要包含了交叉配血、血型核對、球蛋白等。

3.3 配血發(fā)血

配血與發(fā)血相對獨立。工作人員為病人發(fā)血時，只要輸入病人ID號，系統(tǒng)便會顯示病人基本信息。通過掃描二維碼，可查看掃描結(jié)果與病人血型是否匹配，若血型不匹配就會發(fā)出警號提示工作人員不能用血，確保正確用血。

3.4 患者輸血管理

患者輸血申請單項目中包括了病人所處科室、床號、臨床診斷、輸血性質(zhì)、采樣日期、申請日期以及申請醫(yī)師等信息。同時自動生成患者姓名、年齡、性別、血型以及住院號等信息。

3.5 結(jié)果查詢

此項結(jié)果查詢與日常工作中的結(jié)果查詢不同，本查詢系統(tǒng)是針對批量次的查詢，可以是某一階段的、某一天的，或者是某一人的全部輸血記錄。內(nèi)容主要包括血型鑒定結(jié)果查詢、檢驗結(jié)果查詢、用血記錄查詢、輸血記錄查詢、庫存明細(xì)查詢和出庫明細(xì)查詢［4］。

圖1 輸血系統(tǒng)模塊與細(xì)胞核的關(guān)系圖

3.6 血液庫存管理

系統(tǒng)對庫存血液信息進(jìn)行了詳細(xì)登記，包括血液入庫序號、入庫日期、入庫時間、血液來源、血液種類、血型、血袋號等信息。同時也包括庫存血液的流向信息，如出庫、報廢、返回血站、過期等情況。

3.7 報表統(tǒng)計

系統(tǒng)提供了適合醫(yī)院輸血管理的報表統(tǒng)計功能，并建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。包括相關(guān)科室的用血明細(xì)、產(chǎn)生的費用、血液出庫/入庫記錄以及工作量查詢統(tǒng)計等。每一項查詢結(jié)果均可通過報表的形式打印出來。另外，系統(tǒng)提供了多層面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

4 應(yīng)用效果

4.1 跨機(jī)構(gòu)耦合實現(xiàn)共同發(fā)展

通過Internet網(wǎng)絡(luò)平臺，輸血信息系統(tǒng)實現(xiàn)了醫(yī)院、輸血科、血站三者之間的耦合。而且臨床醫(yī)生可以在線查詢、有效識別與輸血相關(guān)的各類信息，包括電子輸血申請信息及自動提取輸血檢驗結(jié)果等。血站能夠即時在線提取醫(yī)院臨床的血液使用情況、血液采集計劃，據(jù)此可為醫(yī)院臨床科室提供更加合理的用血服務(wù)、用血計劃。

4.2 提供了有效的法律依據(jù)

輸血治療出現(xiàn)醫(yī)療問題后，歷史資料和數(shù)據(jù)跟蹤就非常重要［4］。使用輸血信息系統(tǒng)后，血液存儲、發(fā)血記錄、用血記錄、血容性檢測、不良反應(yīng)、操作時間、操作人員、使用的試劑都有據(jù)可查。系統(tǒng)采取授權(quán)機(jī)制措施，確保系統(tǒng)安全。血站授予醫(yī)院權(quán)限后，醫(yī)院對相關(guān)工作人員授權(quán)，被授權(quán)的工作人員才能具體操作對應(yīng)項目。另外輸血信息系統(tǒng)驗證密碼功能會在系統(tǒng)開啟時自動運(yùn)行，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲及操作都必須通過密碼驗證后才生效，有效防止了系統(tǒng)被他人操作的可能性。輸血信息系統(tǒng)還提供了追溯功能，系統(tǒng)針對每次操作都生成相應(yīng)的工作日志，集成了信息管理和信息跟蹤，確保用血液信息記錄的完整、準(zhǔn)確和可靠。當(dāng)發(fā)生輸血醫(yī)療糾紛，可通過讀取電子標(biāo)簽信息、確認(rèn)不同階段的數(shù)據(jù)、確定血液的來源等查明責(zé)任人。

4.3 提供可靠的安全保障

相關(guān)文獻(xiàn)表明，在輸血差錯中，人為失誤約占50%。其中，輸血科對輸血標(biāo)本的處理、鑒定、篩選以及合血過程是發(fā)生差錯的主要環(huán)節(jié)［5］。輸血科傳統(tǒng)的管理模式對醫(yī)護(hù)人員輸血和申請都疏于管理，往往會出現(xiàn)錯誤填寫血型、沒有及時簽字、患者輸血信息填寫不完、標(biāo)本抽取錯誤等問題。而輸血信息系統(tǒng)最大程度避免了人為失誤導(dǎo)致的血液錯發(fā)、血型不匹配、錯誤配血等情況。通過對系統(tǒng)架構(gòu)重新設(shè)計，簡化了輸血流程，優(yōu)化了簽收程序，避免了采集標(biāo)本及傳送過程中出現(xiàn)的失誤。通過重新整合醫(yī)院信息系統(tǒng)與輸血檢驗系統(tǒng)的資源，實現(xiàn)兩者之間的雙向傳送。輸血系統(tǒng)可即時調(diào)用醫(yī)院檢驗信息系統(tǒng)中的患者基本檢查結(jié)果，保障了輸血安全。病人的基本信息及配血信息等都逐一形成報告單，為護(hù)士執(zhí)行輸血核對工作提供了保障，避免了人為因素引起差錯。同時，系統(tǒng)可提取病人血液復(fù)查的信息并與入院檢查時的血液信息進(jìn)行對比，當(dāng)前后結(jié)果不一致時發(fā)出警告，保障病人用血安全。

4.4 提高了患者滿意度

輸血信息系統(tǒng)提高了發(fā)血工作效率，避免了在發(fā)血工作中可能發(fā)生的錯誤，有效保護(hù)了患者利益。另外可以改變傳統(tǒng)發(fā)血過程中患者往返于住院收費處和血庫的現(xiàn)象，簡化發(fā)血手續(xù)，加快治療進(jìn)程。輸血信息系統(tǒng)有效保障了血庫發(fā)血的及時性和準(zhǔn)確性，減少了發(fā)血過程中各個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的錯誤，避免醫(yī)療糾紛的發(fā)生［6］。在傳統(tǒng)發(fā)血方式中，住院收費處不能及時知道血庫是否有某一血型，只能先對血請領(lǐng)單記帳，導(dǎo)致經(jīng)常由于庫存不夠而重復(fù)沖銷血單的操作，而輸血信息系統(tǒng)可以有效避免此種情況的發(fā)生，從而減輕住院收費處的工作負(fù)擔(dān)。另外在發(fā)血過程中還存在交叉配血錯誤的可能，使用系統(tǒng)后可以優(yōu)先提高血庫工作效率，避免發(fā)血過程中可能發(fā)生的錯誤［7］。

4.5 節(jié)約了醫(yī)院管理成本

血庫管理系統(tǒng)可以改變傳統(tǒng)血液一一掛牌、逐個清點的現(xiàn)象，使用較少的人力便可完成相關(guān)的工作，節(jié)約了醫(yī)院管理成本。同時，住院收費處無需重復(fù)沖單，減少了工作量，節(jié)省了相關(guān)的材料花費。

5 討論

在系統(tǒng)的研發(fā)過程中，由于信息專業(yè)技術(shù)人員不了解輸血科工作及流程，通常無法完全理解輸血科真正的需求。另一方面，輸血科工作人員對仿生學(xué)信息系統(tǒng)軟件又缺乏深入了解，從而很難與研發(fā)人員進(jìn)行很好的溝通。系統(tǒng)的研發(fā)是由軟件公司、醫(yī)院信息科、輸血科三方共同參與完成。那么，在輸血科信息化建設(shè)的過程中，還應(yīng)重視培養(yǎng)既熟悉輸血科工作流程又精通計算機(jī)軟件技術(shù)的復(fù)合性人才，這樣才能更好地對系統(tǒng)功能及性能進(jìn)行完善。

當(dāng)前，我國對現(xiàn)有的醫(yī)院輸血科工作流程沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。輸血信息系統(tǒng)設(shè)計雖然具有特殊性，也充分考慮到了輸血科安全防范與可靠性保護(hù)等問題，但主要是根據(jù)醫(yī)院自身工作需求而開發(fā)，不一定完全適合其它醫(yī)院。因此現(xiàn)階段應(yīng)盡可能選擇有實力的軟件公司，以便為系統(tǒng)的調(diào)整、改造及兼容性提供更強(qiáng)的技術(shù)支持。如果以一套好的軟件作為基礎(chǔ)，并根據(jù)各醫(yī)院的特點和需求對軟件進(jìn)行改造，則是獲得物美價廉的輸血信息系統(tǒng)軟件的理想途徑。

輸血信息系統(tǒng)的實施可能面臨一些阻力，如在對相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)時，可能會因時間問題受到一些人員的抵制。系統(tǒng)在實施過程中，首先應(yīng)該獲得領(lǐng)導(dǎo)部門支持，并與血站建立合作關(guān)系，獲得血站對系統(tǒng)對接的支持。其次應(yīng)當(dāng)多咨詢科室意見，聽取他們對于輸血科發(fā)血工作的意見和建議。定期將醫(yī)院輸血信息系統(tǒng)的運(yùn)行情況向醫(yī)院員工公示，并設(shè)立專門的渠道收集醫(yī)院員工的意見。最后還要做好培訓(xùn)工作。培訓(xùn)人員不應(yīng)當(dāng)局限于輸血科工作人員，相關(guān)各科室也應(yīng)派員參加。

志謝：仿生學(xué)輸血信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的思考和啟發(fā)過程，得益于本院周林院所長2012年提出的仿生(人)管理學(xué)(Bionic Man－agement Science)概念，該成果也申請了商標(biāo)和作品登記(商標(biāo)發(fā)文編號：ZC10556869SL，作品登記號：渝作登2012A－00000063。在此表示深深的謝意。

［1］葉柱江，何子毅.電子交叉配血系統(tǒng)的設(shè)計與模擬應(yīng)用［J］.現(xiàn)代檢驗醫(yī)學(xué)雜志，2012，27(2):101－103.

［2］巨政權(quán)，滿夢華.仿生容錯系統(tǒng)演化修復(fù)能力研究［J］.計算機(jī)工程2012，38(10):234－236.

［3］劉尚合，原 亮，褚 杰.電磁仿生學(xué)——電磁仿生研究的新領(lǐng)域［J］.自然雜志，2009，(31)1:1－2.

［4］欽 松，薛艷敏，白 蕊.基于人性化設(shè)計理念的手工清掃工具設(shè)計與實踐［J］.包裝工程，10，31(4):14－16.

［5］李流嬌，劉 凌，羅向盛，等.計算機(jī)信息系統(tǒng)在輸血科管理中的應(yīng)用［J］.國際醫(yī)院衛(wèi)生導(dǎo)報，2011，17(2):254－257.

［6］曹曉莉，曹 靜，張瑤嬋.認(rèn)真落實督導(dǎo)檢查促進(jìn)血站質(zhì)量管理持續(xù)改進(jìn)［J］.中國衛(wèi)生質(zhì)量管理，2010，17(6):86－88.

［7］黃伶智，任小紅，陳 麗.醫(yī)院信息系統(tǒng)病區(qū)工作站管理中的辯證思維［J］.醫(yī)學(xué)與社會，2010，23(10):76－78.