代 濤
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所 衛(wèi)生政策與管理研究中心 北京 100020
·衛(wèi)生決策支持與信息化建設(shè)·
衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
代 濤
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所 衛(wèi)生政策與管理研究中心 北京 100020
本文基于健康醫(yī)療數(shù)據(jù)資源,以提升衛(wèi)生決策水平為目的,設(shè)計了覆蓋公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、基層衛(wèi)生、藥品管理、醫(yī)療保障等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的具備信息支持、監(jiān)控預(yù)警、分析評價、趨勢預(yù)測、綜合優(yōu)化等核心功能的衛(wèi)生決策支持系統(tǒng),以及包含數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層的系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)倉庫、模型庫、方法庫、知識庫等決策支持庫;并以醫(yī)療保障(新農(nóng)合)業(yè)務(wù)的決策支持應(yīng)用為例,對部分決策支持的功能進行開發(fā)應(yīng)用;最后提出了構(gòu)建衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)的建議。
衛(wèi)生決策支持系統(tǒng); 系統(tǒng)框架; 決策模型
衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)(Health Decision Support System,HDSS)是決策支持技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的具體應(yīng)用,是面向醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問題,是支持醫(yī)療衛(wèi)生人員決策活動具有智能作用的人機交互式信息系統(tǒng)。[1]衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)通過多種具有統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測及其他功能的解決方案,對健康醫(yī)療信息進行深度分析和挖掘,將信息轉(zhuǎn)換為知識,發(fā)現(xiàn)隱藏在海量數(shù)據(jù)之下的未知信息,預(yù)測未來趨勢,對科學(xué)決策具有重要支撐作用。
由于健康醫(yī)療信息具有數(shù)據(jù)量大、格式化程度低、來源廣泛、時效性強、安全性和隱私保護要求高等特點,國內(nèi)外衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用相對于其他領(lǐng)域發(fā)展較為滯后。近年來,衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)茖W(xué)決策需求不斷提高,衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)的研究和應(yīng)用日益受到重視,國外在醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)院管理和公共衛(wèi)生等領(lǐng)域已有一些成功案例[2-4],我國部分機構(gòu)和學(xué)者也在臨床輔助決策、醫(yī)院管理、衛(wèi)生統(tǒng)計、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域開展了相關(guān)研究和應(yīng)用[5-9]。
本研究基于健康醫(yī)療數(shù)據(jù)資源,以提升衛(wèi)生決策水平為目的,設(shè)計了覆蓋公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、基層衛(wèi)生、藥品管理、醫(yī)療保障等業(yè)務(wù)領(lǐng)域,具備信息支持、監(jiān)控預(yù)警、分析評價、趨勢預(yù)測、綜合優(yōu)化5項核心功能的衛(wèi)生決策支持系統(tǒng),設(shè)計了包含數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層的系統(tǒng)架構(gòu),以及數(shù)據(jù)倉庫、模型庫、方法庫和知識庫等決策支持庫,并以醫(yī)療保障(新農(nóng)合)業(yè)務(wù)的實際應(yīng)用為例,圍繞決策需求,設(shè)計和實現(xiàn)了部分輔助決策功能。
根據(jù)我國現(xiàn)有的衛(wèi)生管理體系和服務(wù)提供體系,可以將衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)分為公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、基層衛(wèi)生、藥品管理、醫(yī)療保障(新農(nóng)合)等業(yè)務(wù)模塊,每個業(yè)務(wù)模塊根據(jù)決策需求的不同,實現(xiàn)信息支持、監(jiān)控預(yù)警、分析評價、趨勢預(yù)測、綜合優(yōu)化等決策支持功能,由此構(gòu)建的衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)——功能關(guān)聯(lián)模型,如圖1所示(由于五項業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及業(yè)務(wù)活動繁多,圖中僅列舉了部分業(yè)務(wù)內(nèi)容對應(yīng)的決策支持功能的典型示例)。
圖1 衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)——功能關(guān)聯(lián)模型
1.1 業(yè)務(wù)模塊
(1)公共衛(wèi)生。公共衛(wèi)生包括疾病控制、衛(wèi)生監(jiān)督、計劃免疫、血液管理、衛(wèi)生應(yīng)急等多個分析專題。其中疾病控制提供傳染病、慢性病、地方病的監(jiān)測、追蹤、趨勢預(yù)測,以及防治效果評價等功能;衛(wèi)生監(jiān)督提供職業(yè)危險因素監(jiān)測、環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測、衛(wèi)生監(jiān)督效果分析等功能;計劃免疫可提供接種信息追蹤、免疫監(jiān)測等功能;血液管理提供血液使用趨勢預(yù)測、庫存調(diào)用等功能;衛(wèi)生應(yīng)急提供突發(fā)公共衛(wèi)生事件預(yù)警、趨勢評估等功能。
(2)醫(yī)療服務(wù)。主要包括,確定體現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)數(shù)量和質(zhì)量的評價指標(biāo),如醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測、醫(yī)院服務(wù)量預(yù)測、醫(yī)療需求預(yù)測等;提供醫(yī)療費用監(jiān)測、預(yù)測、影響因素分析功能等;通過臨床合理用藥、臨床路徑指導(dǎo)等臨床決策支持服務(wù),為醫(yī)生選擇最優(yōu)的治療方案提供參考指南。
(3)基層衛(wèi)生。一方面通過健康危險因素監(jiān)測、居民健康狀況分析、婦幼與老年人保健情況分析等提高基層衛(wèi)生業(yè)務(wù)服務(wù)能力;另一方面通過社區(qū)診療效果評價、基層衛(wèi)生服務(wù)質(zhì)量評價、慢性病治療效果評價、基層衛(wèi)生需求預(yù)測、基層衛(wèi)生費用趨勢預(yù)測等提高基層衛(wèi)生服務(wù)管理水平。
(4)藥品管理。對各級醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)藥物采購及使用情況進行統(tǒng)計分析,并通過對藥品流向、質(zhì)量及不良反應(yīng)進行監(jiān)測,履行藥品監(jiān)管職能;同時深入挖掘藥品與疾病間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,構(gòu)建知識庫,為醫(yī)生開具處方提供決策支持。
(5)醫(yī)療保障(新農(nóng)合)。圍繞新農(nóng)合管理機構(gòu)的需求,提供科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系,對新農(nóng)合參合情況、基金運行情況、醫(yī)療費用負(fù)擔(dān)和疾病經(jīng)濟風(fēng)險進行分析,參合農(nóng)民受益面情況、醫(yī)療服務(wù)利用情況以及就醫(yī)流向情況等進行監(jiān)測預(yù)警和綜合分析評價;測算和評估各地新農(nóng)合補償方案及其運行效果,發(fā)現(xiàn)存在問題,以保障基金安全。
1.2 決策功能
(1)信息支持??煞譃橥獠啃畔⒅С趾蛢?nèi)部信息支持兩類。外部信息支持主要提供決策所需要的衛(wèi)生領(lǐng)域外的信息,如社會經(jīng)濟發(fā)展情況、相關(guān)法律法規(guī)政策等;內(nèi)部信息支持為決策者提供衛(wèi)生領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)信息,如衛(wèi)生發(fā)展?fàn)顩r、基礎(chǔ)設(shè)施狀況等。
(2)監(jiān)控預(yù)警。通過對衛(wèi)生數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、抽取、整合,及時掌握業(yè)務(wù)的運行動態(tài),通過對異常數(shù)據(jù)的預(yù)警和分析,及時發(fā)現(xiàn)問題并找出原因,為科學(xué)決策提出對策,為完善政策提供依據(jù)。
(3)分析評價。應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑u價方法和科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系,對衛(wèi)生行業(yè)動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行客觀、科學(xué)的評價分析,明確相關(guān)衛(wèi)生政策等實際運行效果,為制定新的決策提供支持。
(4)趨勢預(yù)測。主要功能包括:根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)運行情況預(yù)測未來發(fā)展趨勢;改變現(xiàn)行政策的部分參數(shù)值預(yù)測未來可能出現(xiàn)的情況;當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時,及時采取相應(yīng)的糾正措施并判斷其效果。
(5)綜合優(yōu)化。衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)通過對多種因素的綜合考慮和分析,挖掘各個環(huán)節(jié)潛在的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并使其相互協(xié)調(diào),達(dá)到宏觀決策整體最優(yōu)化。
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
在確認(rèn)和評估系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上,設(shè)計了衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)的總體架構(gòu),如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)
(1)數(shù)據(jù)層。該層定義、維護健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的完整性和安全性。通過ETL工具(Extract-Transform-Load)對來自醫(yī)院、疾控中心、衛(wèi)生監(jiān)督機構(gòu)、婦幼保健院、血液中心、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)、新農(nóng)合經(jīng)辦機構(gòu)及各級衛(wèi)生行政管理部門的源數(shù)據(jù)進行讀取、抽取、清洗、轉(zhuǎn)換和匯總等,并完成數(shù)據(jù)倉庫分主題的數(shù)據(jù)載入;同時通過與衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)<业慕换ィ@取其人工決策過程的模型、方法和專家知識,并由方法庫、模型庫和知識庫進行分類組織與管理。
(2)業(yè)務(wù)層。該層主要結(jié)合各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)決策支持的功能。另外,作為連接表現(xiàn)層和數(shù)據(jù)層的橋梁,業(yè)務(wù)層響應(yīng)表現(xiàn)層用戶的決策請求,執(zhí)行決策分析任務(wù),并從數(shù)據(jù)層抓取相應(yīng)數(shù)據(jù);同時調(diào)用聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等工具進行分析,將得到的決策信息返回至表現(xiàn)層。
(3)表現(xiàn)層。為用戶提供可視化人機交互界面,用戶(即決策者)可以通過表現(xiàn)層輸入決策需求并獲取決策信息。
2.2 決策支持庫設(shè)計
決策支持庫是通過應(yīng)用元數(shù)據(jù)管理等技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)倉庫、模型庫、方法庫和知識庫等,它們是保障衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)運行的核心支撐資源。這些資源通過相應(yīng)的管理系統(tǒng)實現(xiàn)相應(yīng)資源的有效組織、管理和接口調(diào)用,如模型庫通過接口與數(shù)據(jù)庫和知識庫建立通信,由模型庫從數(shù)據(jù)庫和知識庫中提取數(shù)據(jù)和決策知識,靈活實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的調(diào)用和集成。決策支持庫的體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 決策支持庫體系結(jié)構(gòu)
(1)數(shù)據(jù)倉庫。依托電子健康檔案、電子病歷、機構(gòu)、人員等基礎(chǔ)資源,以及公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、基層衛(wèi)生、醫(yī)療保障、藥品管理等業(yè)務(wù)資源,構(gòu)建面向5個決策支持子系統(tǒng)的決策主題庫。同時,為了保證各決策主題庫中數(shù)據(jù)資源的可靠性,制定了數(shù)據(jù)檢查和處理的策略,對抽取到的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)信息進行合法性檢查,并按照制定的數(shù)據(jù)處理規(guī)則,在數(shù)據(jù)信息檢查的同時,完成數(shù)據(jù)的清洗、過濾、轉(zhuǎn)換和裝載等工作。
(2)模型庫和方法庫。模型庫按照模型類別劃分進行層次化組織,模型分為服務(wù)整個衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)的通用模型和面向具體業(yè)務(wù)領(lǐng)域決策問題的專用模型。模型的各類求解方法則由方法庫統(tǒng)一管理。
(3)知識庫。利用數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)等技術(shù),獲取面向具體業(yè)務(wù)領(lǐng)域決策問題的各類知識,并進行分類組織與管理,如醫(yī)療服務(wù)決策支持子系統(tǒng)中用于輔助臨床決策而設(shè)計的臨床路徑、用藥配伍禁忌等。
本研究選取醫(yī)療保障(新農(nóng)合)業(yè)務(wù)領(lǐng)域,對決策支持系統(tǒng)具體應(yīng)用進行示例。新農(nóng)合決策支持子系統(tǒng)旨在通過匯集的新農(nóng)合海量數(shù)據(jù),實現(xiàn)對新農(nóng)合業(yè)務(wù)的綜合分析評價和未來趨勢預(yù)測,同時利用可視化技術(shù)、報表工具等技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)布服務(wù),并對基礎(chǔ)信息和系統(tǒng)配置進行管理。
3.1 系統(tǒng)核心功能
3.1.1 新農(nóng)合運行情況監(jiān)控預(yù)警
從新農(nóng)合參合情況、基金運行、補償、醫(yī)療服務(wù)利用以及就醫(yī)流向等方面,對其核心指標(biāo)進行實時監(jiān)測和異常預(yù)警。實現(xiàn)步驟:(1)基于統(tǒng)計學(xué)分布確定異常值識別方法;(2)有針對性地分為不同級別醫(yī)療機構(gòu)、不同疾病類型等影響指標(biāo)的多維屬性,進行醫(yī)療費用異常的監(jiān)測;(3)從模型庫中選擇適宜的通用監(jiān)測模型,或結(jié)合異常值識別方法構(gòu)建專用異常監(jiān)測模型;(4)異常預(yù)警及詳細(xì)展示。
3.1.2 患者就醫(yī)行為預(yù)測及影響因素分析
利用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析影響參合人群就醫(yī)行為的各種因素及影響程度,對參合人群就醫(yī)行為模式產(chǎn)生的根源及將來一定時期內(nèi)就醫(yī)行為模式變化趨勢進行分析和預(yù)測。實現(xiàn)步驟:(1)分析影響變量,主要包括影響因素確定、影響因素相關(guān)性分析、影響程度比較、無關(guān)因素剔除等功能;(2)從模型庫中選擇預(yù)測模型;(3)通過預(yù)測準(zhǔn)確度,真值和預(yù)測值的交叉矩陣,以及累計收益圖等來評估預(yù)測模型的合理性;(4)展示預(yù)測結(jié)果,并為決策者提供可視化交互界面,通過動態(tài)調(diào)整相關(guān)因素以合理引導(dǎo)患者就醫(yī)行為模式趨勢的轉(zhuǎn)變。
3.1.3 新農(nóng)合補償方案分析評價
采用定性與定量相結(jié)合的方法選擇評價指標(biāo),并賦予權(quán)重,建立科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系,對現(xiàn)行補償方案合理性進行評價分析。實現(xiàn)步驟:(1)通過專家咨詢、層次分析法等確定評價指標(biāo)及權(quán)重;(2)計算各個評價指標(biāo)得分;(3)根據(jù)評估指標(biāo)得分和評估指標(biāo)權(quán)重,計算不同補償方案的綜合得分;(4)進行得分排名。通過選擇不同年份、不同區(qū)域,以列表的形式升序或者降序等多種排列方式展現(xiàn)排名;(5)以餅狀圖、折線圖、柱狀圖、自定義表格等多種可視化方式綜合展示補償方案成本效益得分。
3.2 系統(tǒng)應(yīng)用情況
基于國家新農(nóng)合信息平臺已收集的省級新農(nóng)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和直報數(shù)據(jù),開發(fā)了新農(nóng)合決策支持子系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對各地新農(nóng)合運行情況的綜合評價,對全國新農(nóng)合參合情況、基金運行情況、補償情況、參合農(nóng)民受益面情況、醫(yī)療服務(wù)利用情況以及患者就醫(yī)流向情況、補償方案設(shè)計等進行綜合分析[10-11],并應(yīng)用BOE工具對結(jié)果進行了可視化展示[12],為國家對各省新農(nóng)合運行情況的監(jiān)督管理以及宏觀決策提供了支持。
4.1 以實際需求為導(dǎo)向,開發(fā)滿足衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)嶋H業(yè)務(wù)需求的決策支持功能
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息化建設(shè)對醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的支撐作用日益凸顯。衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)是衛(wèi)生管理信息系統(tǒng)發(fā)展的高級形式,但其應(yīng)用并不廣泛,這與衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)難以滿足當(dāng)前決策者的實際需求密切相關(guān)。建議以衛(wèi)生決策者實際需求為導(dǎo)向,緊密結(jié)合公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、基層衛(wèi)生、藥品管理、醫(yī)療保障等衛(wèi)生業(yè)務(wù)領(lǐng)域的實際需求,以及“十三五”期間健康醫(yī)療事業(yè)發(fā)展的重點,開發(fā)滿足衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)嶋H業(yè)務(wù)需要的決策支持功能。
4.2 構(gòu)建滿足實際業(yè)務(wù)和功能需求的系統(tǒng)架構(gòu)
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)、模型和人機交互三部件結(jié)構(gòu)決策支持系統(tǒng)通過各種定量模型,在定量分析和數(shù)據(jù)處理中發(fā)揮了較大作用。[13]以傳統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ),按照滿足實際業(yè)務(wù)和功能需求的衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)架構(gòu),構(gòu)建了集數(shù)據(jù)、模型、業(yè)務(wù)與協(xié)同交互等多部件綜合集成的系統(tǒng)架構(gòu),以實現(xiàn)并增強衛(wèi)生決策支持系統(tǒng)的效能。
4.3 有效組織和管理決策支持資源,重視決策支持庫的構(gòu)建與管理
決策資源是進行決策支持的基礎(chǔ)和前提。高效的決策支持庫可以有效地整合現(xiàn)有成熟的醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的模型、方法和知識等各類決策資源,提高決策準(zhǔn)確率、優(yōu)化決策流程。建議基于衛(wèi)生業(yè)務(wù)領(lǐng)域具體的決策問題,借助現(xiàn)有的數(shù)據(jù)、模型、方法和知識等各類決策資源,注重構(gòu)建具有針對性、實用性和科學(xué)性的衛(wèi)生決策模型,挖掘分析相關(guān)知識規(guī)則,并及時予以擴充和更新,以保持決策資源的有效性,更好地滿足不同階段科學(xué)決策的需要。
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(編輯 謝宇)
Design and implementation of health decision support system
DAITao
CenterforHealthPolicyandManagement,InstituteofMedicalInformation,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100020,China
The objective of this article is to review the health decision support system and improve scientific decision-making and service. Based on the population and health data resources, the article designed the health decision support system, covering public health, primary health, medical services, drug administration, and medical insurance, with five core functions and function model, such as information support, monitoring, analysis and evaluation, forecast, and comprehensive optimization. It has also designed a system framework comprising data layer, business layer, presentation layer, as well as decision support databases including data warehouse, model base, method base and knowledge base were designed. Meanwhile, Taking medical insurance as an example, aiming at decision-making needs, the auxiliary decision making function was designed and successfully implemented.
Health decision support system; System framework; Decision-making model
國家自然科學(xué)基金(71273280)
代濤,男(1969年—),博士,研究員,主要研究方向為衛(wèi)生政策、醫(yī)學(xué)信息學(xué)。E-mail: dai.tao@imicams.ac.cn
R197
1A
10.3969/j.issn.1674-2982.2016.12.001
2016-10-27
2016-12-10