基于電子病歷的區(qū)域醫(yī)療信息平臺

摘 要：電子信息技術在醫(yī)療領域應用的普及和深入，為區(qū)域性疾病監(jiān)測智能信息系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了基礎。本文在分析當前基于電子病歷的區(qū)域疾病監(jiān)測國內外現(xiàn)狀的基礎上，總結了當前疾病監(jiān)測智能信息系統(tǒng)存在的問題。同時，針對長沙市醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的特點，我們設計了區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)的總體架構和實現(xiàn)方案，并研制一套高效穩(wěn)定的區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)平臺。該平臺基于自頂向下的信息采集模式，實現(xiàn)了支持結構化、半結構化和自由文本等多種異構數(shù)據(jù)的統(tǒng)一抽取和解析工具。與傳統(tǒng)的疾病監(jiān)測平臺相比，本平臺極大的提高了疾病監(jiān)控的準確性和時效性。最后，我們通過平臺的實際部署和運行效果表明，區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)對平衡地區(qū)內醫(yī)療資源分配及重大事件發(fā)現(xiàn)具有重要意義。

關鍵詞：電子病歷；區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)；智能信息采集

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A

Abstract：The popularization and development of electronic information technology in the medical field promotes the he realization of the intelligent information system for regional disease surveillance.Based on the analysis of the current situation of the regional disease monitoring based on the electronic medical records，this paper summarizes the existing problems of the current disease monitoring intelligent information systems.Then we design the framework and implementation scheme of regional medical information system against the characteristics of Changsha medical and health system，and developed a highly efficient and robust regional medical information system.The system is based on top-down information active requiring mode，and supports data extraction and analytical for structured data，semi-structured data and free text.Compared with the traditional disease surveillance systems，our platform greatly improves the accuracy and timeliness of disease surveillance.Finally，we show that the regional medical information system has important significance on balancing regional distribution of medical resources and event discovery by the actual deployment and running effect of the platform.

Keywords：electronic medical records；regional cooperative healthcare system；intelligent information collection

1 引言（Introduction）

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和社會的長足進步，人民的物質生活和文化生活日益豐富。人民群眾的活動空間范圍不斷擴展，個體行為的聚集性和移動性也迅速增長。為了適應社會居民不斷增長的健康需求以及人民社會活動空間范圍和活動方式的變更，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對我國衛(wèi)生事業(yè)的新要求，國務院提出，用三年左右的時間來建立健全國家突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急機制、疾病預防控制體系、醫(yī)療救治體系和衛(wèi)生執(zhí)法監(jiān)督體系。

從社會發(fā)展規(guī)律來看，社會經(jīng)濟越發(fā)達，商貿(mào)活動越繁榮，跨地區(qū)和國界的人員流動就會越頻繁。這種社會活動形式的變化，雖然能夠積極的推動經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，但是從流行病學角度來看，這種變化將極大地增加傳染性疾病發(fā)生和蔓延的可能性。我國近些年爆發(fā)的典型的傳染性疾病包括：

2003年在我國爆發(fā)的非典型傳染肺炎事件

2005年的H5N1型禽流感病毒事件

2008年的手足口病

2008年的毒奶粉事件

2009年的H1N1甲型流感

2013年的H7N9禽流感

……

從近幾年急性傳染病與公共衛(wèi)生事件的快速爆發(fā)的案例來看，其對經(jīng)濟建設和社會生產(chǎn)生活都產(chǎn)生了十分嚴重的影響。因此，一些新的危險因素也得到人們的日益關注。然而，既往的依賴醫(yī)務人員主動進行疾病上報的模式難以避免報告不及時、漏報、多報的現(xiàn)象，疾控中心管理人員難以得到全面的疫情相關的信息，這已經(jīng)成為公共衛(wèi)生事件管理的瓶頸。在各種突發(fā)事件頻發(fā)的時刻，急需通過信息化手段實現(xiàn)對各類疫情的準確監(jiān)測、科學分析、合理預測，以便做到對疫情的早期發(fā)現(xiàn)和及時控制[1]。

建設區(qū)域化的衛(wèi)生信息系統(tǒng)已逐步成為全球發(fā)展的熱潮[2]。近年來，歐美等發(fā)達國家先后投入巨資來開展基于國家和地方級電子健康檔案和電子病歷共享為核心的區(qū)域性衛(wèi)生信息化建設。美國現(xiàn)任總統(tǒng)奧巴馬將加強醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設作為實現(xiàn)醫(yī)療改革的頭一條重要措施，提出投資500億美元發(fā)展電子醫(yī)療信息技術系統(tǒng)，以減少醫(yī)療差錯，挽救生命，節(jié)省開支。加拿大于2000年9月成立了名為Infoway的機構[3]，以推動國家及區(qū)域衛(wèi)生信息網(wǎng)的建設；2002年投資12億加元開發(fā)區(qū)域衛(wèi)生信息共享基礎架構，于2009年為50%的加拿大人口建立了子檔案，截止到2011年已累計投入20億加元，并預計2020年覆蓋全國。

我國自建國以來，公共衛(wèi)生信息化建設的發(fā)展可以分為三個階段：2003年非典爆發(fā)之前，我國公共衛(wèi)生信息化建設屬于自主建設階段，由各個省市和地區(qū)自主設計研發(fā)相關的衛(wèi)生信息系統(tǒng)，接口和標準互不兼容，包括數(shù)據(jù)元、數(shù)據(jù)集、業(yè)務規(guī)范等都沒有形成統(tǒng)一的標準；2003年至2010年，公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)建設進入國家統(tǒng)一規(guī)劃階段，以國家大疫情（直報）、結核病專報信息系統(tǒng)為代表，初步形成相關標準，但各個省、市、縣區(qū)相關系統(tǒng)沒有規(guī)劃統(tǒng)一的接口，報告、評估以及干預等出現(xiàn)上下分離的局面；2010年以后我國開始進入醫(yī)改建設階段，衛(wèi)生部在“十二五”衛(wèi)生信息化建設工程規(guī)劃中確定了“3521工程”總體信息化建設框架[4]。以該框架為指導，地市級醫(yī)療衛(wèi)生管理系統(tǒng)進入以區(qū)域衛(wèi)生信息化為代表的整體設計發(fā)展時期，國家頒布了健康檔案標準，積極推動并鼓勵地市級相關公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)整體接入。

利用先進的信息化技術建設區(qū)域疾病監(jiān)控平臺，形成一個覆蓋全長沙市的疾病監(jiān)控信息化網(wǎng)絡，基于電子病歷，通過自動監(jiān)測過濾出符合要求的病例，改進目前現(xiàn)有的疾病上報模式，提高疾病監(jiān)控的準確性和效率，能夠使疾控人員和衛(wèi)生管理者主動、及時了解和發(fā)現(xiàn)潛在的病患，在發(fā)生大疫情時，做到早發(fā)現(xiàn)、早處理、早控制。

2 研究發(fā)展現(xiàn)狀（Research and development status）

當前長沙市各個醫(yī)院的傳染病、死亡病例和其他疾病監(jiān)測的信息化系統(tǒng)都相互獨立，沒有統(tǒng)一的接口和數(shù)據(jù)標準來實現(xiàn)對接和融合。這種信息系統(tǒng)相互孤立的狀況，增加了醫(yī)院臨床醫(yī)生、防保醫(yī)生和病案醫(yī)生的額外工作量，同時，數(shù)據(jù)的重復錄入也使得錯誤概率急劇增長，數(shù)據(jù)的一致性難以保證。如何有效的獲取真實、詳細、可靠的疾病數(shù)據(jù)，進而進行宏觀深入地分析、預測、預警，為管理人員提供及時、可靠、準確的決策依據(jù)，成為制約公共衛(wèi)生發(fā)展的重大瓶頸。

（1）信息共享與服務不足

在信息共享方面，隨著信息技術的迅猛發(fā)展和信息化的不斷普及深入，各級疾控機構和不同部門，往往較為封閉的建設了相互獨立的各種信息化系統(tǒng)。但由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，沒有事先定義一致的數(shù)據(jù)標準和柔性的共享機制，這些單獨建立的信息系統(tǒng)通常表現(xiàn)成為閉源的信息孤島，系統(tǒng)之間無法進行有效的信息共享和流動，使得數(shù)據(jù)重疊、資源浪費、數(shù)據(jù)不一致甚至相互矛盾，更談不上提供信息服務，大大降低了信息的效用和價值。

從信息服務的方面來看，以往的信息系統(tǒng)沒有提供有效的服務機制和服務模式。一方面，從疾病預防控制機構的專業(yè)人員來看，對信息技術和信息資源服務的需求十分迫切；另一方面，由于現(xiàn)有的信息系統(tǒng)沒有提供有效的服務模式，相應的信息技術和信息資源沒有提供給專業(yè)人員使用，大量的信息資源僅保留在機構內部或者個人手中，無法發(fā)揮信息資源該有的作用。地市級疾控中心尚未建立適宜的機構網(wǎng)站，或者僅建立了相對簡單的網(wǎng)站，未能充分體現(xiàn)網(wǎng)站的信息服務窗口作用。

（2）信息分析利用能力不夠

當前衛(wèi)生系統(tǒng)信息化建設過程中，業(yè)務應用系統(tǒng)的開發(fā)以及基礎網(wǎng)絡設施的建設和部署，可以自動或（半自動）、及時、準確的采集醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)。但針對這些采集的海量數(shù)據(jù)，并沒有進行有效地分析利用，形成相應的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。因此，建設數(shù)據(jù)過濾、融合、分析、利用的后臺數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，根據(jù)分析結果自動生成處理結果和預警信息，為決策者、科研人員和公眾信息提供更直觀便捷的信息服務是衛(wèi)生系統(tǒng)信息化過程的重要方面，也是當前亟待加強的部分。如傳染病的預警預測、疾病風險的綜合評價等。此外，信息的發(fā)布、反饋能力也不能滿足專業(yè)人員和公眾日益增長的信息需求。

3 疾病監(jiān)測智能報告信息采集系統(tǒng)設計方案

（Design of our system）

針對目前長沙市醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)各個部門條塊分割、各自為政以及醫(yī)療衛(wèi)生信息資源不能共享、各種應用系統(tǒng)低水平重復的現(xiàn)狀，建立與區(qū)域疾病監(jiān)測和區(qū)域電子病歷相銜接的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)勢在必行。數(shù)據(jù)來源的準確性、可用性、時效性直接關系到公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)的價值。本文設計研發(fā)的基于電子病歷的區(qū)域疾病監(jiān)測智能信息采集系統(tǒng)的流程如圖1所示。

疾病監(jiān)控平臺最基礎的功能是：根據(jù)疾控中心設置的監(jiān)控條件和過濾規(guī)則，通過綜合判斷從各醫(yī)院的醫(yī)療數(shù)據(jù)中自動抽取出符合要求的住院病歷，包括確診或疑似。監(jiān)控條件可以包括診斷、癥狀、體征、檢驗指標結果、醫(yī)療操作和抗菌藥物使用記錄等各種條件的組合，對于檢出病例系統(tǒng)主動篩查并具有提示警告的功能，由平臺直接上報疾控中心，或者醫(yī)院相關科室進行審核后上報疾控中心。

疾病監(jiān)控平臺主要包括醫(yī)院端疾病監(jiān)控上報系統(tǒng)和疾控中心端疾病監(jiān)控管理系統(tǒng)。整體架構如圖2所示。

醫(yī)院端疾病監(jiān)控上報系統(tǒng)，首先以電子病歷為基礎進行信息抽取和數(shù)據(jù)融合，對融合的數(shù)據(jù)進行結構化處理。再基于自動化的方式對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)中心端定義的檢測指標，篩選出符合上報要求的病例，主動提醒醫(yī)護人員上報醫(yī)院管理端，醫(yī)院管理端再根據(jù)要求進行數(shù)據(jù)審核上報。

由于目前醫(yī)生書寫病歷絕大部分還是采用文本病例或半結構化病歷，這就要求我們能夠從非結構化或者半結構化病歷中抽取出用于監(jiān)控的癥狀和體征等數(shù)據(jù)。如何將病歷中的信息數(shù)據(jù)進行信息抽取，是現(xiàn)在疾病監(jiān)控的一個難點。信息抽取是文本理解技術和實際應用相結合的產(chǎn)物。從信息抽取的技術原理來看，其并不需要完全理解整篇文檔，而只對文檔中與目標信息相關的部分進行處理。從系統(tǒng)設計預定義的領域范圍內，抽取需要的相關信息，再通過信息檢索技術，從文檔中尋找與用戶相關的文本或者段落，并將這些文本或者段落進行“后結構”化處理，以達到滿足衛(wèi)生主管部門的需要。具體來說，就是通過信息抽取技術，抽取病歷中的關鍵詞并按語義組織成樹狀結構，包括抽取和組織結構兩個過程。

醫(yī)院端疾病監(jiān)控上報系統(tǒng)涵蓋了本院疾病監(jiān)控、病例智能上報以及人工審核三個環(huán)節(jié)。疾病監(jiān)控部分根據(jù)疾控中心給定的監(jiān)控條件對本院的病例進行實施監(jiān)控。智能上報模塊根據(jù)監(jiān)控結果，自動篩選出符合監(jiān)控條件的病例，發(fā)送給人工審核部分，由于是自動篩選，篩選結果可能包括確診和疑似病例。相關醫(yī)務人員通過一個友好的人機交互界面對自動篩選出的病例進行人工審核，將符合條件的病例上報給疾控中心。

疾控中心端監(jiān)控管理系統(tǒng)主要包括三方面的功能。一方面是定義監(jiān)測指標和上報條件。這些監(jiān)測指標以及對應的上報條件定義好后，將檢測指標和上報條件下發(fā)至各個醫(yī)院。第二方面是下發(fā)上報規(guī)則并且接收上報內容。為了方便后期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，需要定義一致的上報規(guī)則，由各醫(yī)院按照統(tǒng)一的規(guī)則上報病例數(shù)據(jù)。第三方面的功能是對各醫(yī)院端系統(tǒng)上報的病例數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠根據(jù)預定義的監(jiān)測指標和預設條件，進行自動預警。同時，系統(tǒng)還支持以靜態(tài)報表或者動態(tài)走勢圖的方式直觀的展示統(tǒng)計和分析結果。

值得注意的是，在以往的情況中，通常會由于一些醫(yī)院漏報而導致的管理部門信息缺失。因此，本平臺在設計時，為疾控中心工作人員提供獨立監(jiān)控的功能。即無需醫(yī)院上報，疾控中心可以直接在全區(qū)域范圍內對住院病歷進行實時監(jiān)控和病歷篩選。

4 智能區(qū)域疾病監(jiān)控平臺的特點（Characters of our system）

既往的疾病上報，是從下而上，被動獲取數(shù)據(jù)的模式。這種模式，無法對實際數(shù)據(jù)進行自定義的獲取、多維度分析和智能提醒上報。其上報過程基本依賴廣大醫(yī)務人員的人為判斷和手工填報。不可避免的出現(xiàn)報告不及時、漏報、錯報現(xiàn)象；其次，既往上報無法查看原始的病歷數(shù)據(jù)，管理端只能看到上報的內容，無法準確判斷上報的準確性。具體來說，本平臺的特點包括如下四個方面：

首先，本文設計和實現(xiàn)的區(qū)域疾病監(jiān)控平臺基于自頂向下主動獲取的模式，有主管部門統(tǒng)一定義監(jiān)控指標，設置上報規(guī)則，由各醫(yī)院端系統(tǒng)主動抓取、分析電子病歷數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)控指標和上報條件，通過綜合分析判斷是否上報。同時上報過程經(jīng)過醫(yī)務人員的人工審核，大大增加了上報的準確率。

其次，在平臺管理中心，管理人員不僅能看到上報數(shù)據(jù)，同時還能夠調用電子病歷數(shù)據(jù)，這樣能夠有效的解決上報漏報、錯報現(xiàn)象，也使衛(wèi)生局能夠更全面的了解疾病發(fā)生情況。

再次，本平臺實現(xiàn)了多源異構數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理和分析。一般來說，電子病歷中同時包含結構化，半結構化和自由文本這三種數(shù)據(jù)，將這三種數(shù)據(jù)的抽取以統(tǒng)一的抽取模型來處理，可以提供一套集成化的抽取工具和統(tǒng)一抽取語言，這樣，抽取規(guī)則就可以由非計算機專業(yè)的醫(yī)學領域專家來編制，大大提高了規(guī)則編寫速度和匹配準確度，并減少了程序出錯的可能性，因為不再需要人工為每條規(guī)則單獨編寫程序。

最后，本平臺可以由管理中心統(tǒng)一定義上報規(guī)則，包括數(shù)據(jù)內容和數(shù)據(jù)格式等，可以和現(xiàn)有的國家衛(wèi)生直報平臺進行對接，減輕疾控上報人員的大量的重復工作。同時，又具有很好的擴展性，通過設置新的上報規(guī)則，可以無縫兼容以后的信息系統(tǒng)。

本平臺疾病監(jiān)測與傳統(tǒng)疾病監(jiān)測的區(qū)別在于：

（1）傳統(tǒng)的疾病監(jiān)測一般是以特定的診斷監(jiān)測為基礎，而本平臺的監(jiān)測擴大到所有非特異性的癥狀或體征、檢驗指標監(jiān)測等信息，提供更多監(jiān)測維度，大大提高檢出率。

（2）傳統(tǒng)疾病監(jiān)測滯后于實際事件的發(fā)生，屬被動監(jiān)測，本平臺監(jiān)測屬于主動監(jiān)測，通過實時的多維度的癥狀監(jiān)測和體征跟蹤，可能提供實現(xiàn)預警，能夠在一定程度上彌補這一缺陷，甚至在醫(yī)生診斷前即篩選出符合要求的病例。

5 預期效益（Expected benefit）

基于電子病歷來采集傳染病、死亡病例以及其他疾病相關的患者信息，通過信息化系統(tǒng)的自動處理，實現(xiàn)自動預警、信息校核的功能，使得醫(yī)院和衛(wèi)生管理部門能夠及時發(fā)現(xiàn)漏報、錯報等現(xiàn)象，最大限度地保障疫情數(shù)據(jù)的及時準確。

區(qū)域疾病監(jiān)控平臺能夠充分滿足疾控中心的業(yè)務需求與應用。通過平臺的應用，幫助轄區(qū)下屬醫(yī)療機構自動篩選出符合要求的病例，并能夠最大限度的從醫(yī)院信息系統(tǒng)中獲取上報數(shù)據(jù)，減少手工填報工作量；為疾控中心管理人員提供全區(qū)域的疾病上報信息和疾病監(jiān)控信息，同時，平臺對這些大量的數(shù)據(jù)進行專業(yè)的三間分析，增強疾控中心對疾病監(jiān)控和預防的能力。

6 結論（Conclusion）

衛(wèi)生部在“十二五”衛(wèi)生事業(yè)建設規(guī)劃中提出了“3521”工程建設規(guī)劃，明確了大力推進醫(yī)藥衛(wèi)生信息化建設，要以健康檔案、電子病歷和遠程醫(yī)療為切入點，統(tǒng)籌推進適應醫(yī)改要求的公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務、衛(wèi)生監(jiān)督、衛(wèi)生應急信息系統(tǒng)建設，構建系統(tǒng)整合、信息共享的國家、省、地市（區(qū)域）三級衛(wèi)生信息服務平臺，逐步實現(xiàn)統(tǒng)一高效、互聯(lián)互通的目的。根據(jù)衛(wèi)生部的整體規(guī)劃和指導要求，基于電子病歷來建設區(qū)域疾病智能信息采集平臺，使其滿足衛(wèi)生系統(tǒng)信息化建設的現(xiàn)實和長遠需求，能夠為公共衛(wèi)生體系的信息化建設和政府的管理決策提供技術支撐和決策依據(jù)。

本文設計和研發(fā)的智能信息采集平臺通過定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和協(xié)議接口，整合基層醫(yī)療衛(wèi)生機構的醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)采集業(yè)務，避免了傳統(tǒng)醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)相互獨立、缺乏協(xié)同、數(shù)據(jù)難以共享的弊端。同時，該平臺通過在管理端定義檢測指標和上報條件，可以實現(xiàn)自定義的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和進行數(shù)據(jù)的深度分析與挖掘。

目前，基于電子病歷建設的區(qū)域疾病監(jiān)測采集系統(tǒng)尚處于探索階段，隨著系統(tǒng)的不斷完善和優(yōu)化，在現(xiàn)有基礎上可以根據(jù)所采集數(shù)據(jù)的內部組成結構和潛在的邏輯關系，進行相應的數(shù)據(jù)挖掘和深度學習，提高疾病預警的時效性和準確性，為公共衛(wèi)生決策提供支撐，對于落實醫(yī)改信息化的相關政策也具有重要的理論和實際意義。

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作者簡介：

周溯力（1975-），男，碩士，中級電子計算機工程師.研究領域：衛(wèi)生信息化.