基于臨床決策支持的智能化電子病歷集成平臺建設(shè)與實踐

■ 劉永斌魏明月于廣軍崔文彬

基于臨床決策支持的智能化電子病歷集成平臺建設(shè)與實踐

■ 劉永斌①魏明月①于廣軍①崔文彬①

電子病歷系統(tǒng) 臨床決策支持 智能化 知識庫

上海市兒童醫(yī)院通過建設(shè)基于臨床輔助決策支持系統(tǒng)的電子病歷平臺，完善臨床知識庫，建立知識規(guī)則引擎和規(guī)則流，以醫(yī)囑閉環(huán)管理為驅(qū)動，實現(xiàn)智能知識助手、兒童智能用藥、智能輔助診療等特色臨床決策支持服務(wù)，為醫(yī)務(wù)人員提供方案指引、安全提醒、差錯控制等臨床決策，達到了防止醫(yī)療差錯、保障醫(yī)療安全、提升醫(yī)療質(zhì)量的管理目的。

electronic medical record system, clinical decision making support, intelligent management, knowledge bank【Abstract】Shanghai Children's Hospital has developed the Clinical Electronic Medical Record platform based on the Clinical Decision Support System. Related rule engines and rule flow have been developed in CDSS. By closed-loop orders driving, we have developed some medical system in EMR, such as intelligent knowledge assistant, use drug intelligently to children, auxiliary diagnosis intelligently. These functions can provide doctors clinical decision, including plan guidance, safety warning, preventing error. EMR based on CDSS help us to prevent errors, guarantee medical safety and improve medical quality.

Author's address：Children's Hospital of Shanghai, No.355, Luding Road, Putuo District, Shanghai, 200062, PRC

1 背景

隨著國家政策層面的持續(xù)推動以及信息技術(shù)的發(fā)展，我國電子病歷系統(tǒng)建設(shè)正處于從結(jié)構(gòu)化電子病歷建設(shè)初級階段到以臨床決策智能化為特征的成熟階段的過渡期，建立智能化電子病歷系統(tǒng)成為當(dāng)前醫(yī)院信息化建設(shè)的發(fā)展方向。建立和完善以電子病歷為核心的醫(yī)院信息系統(tǒng)，是提升醫(yī)療質(zhì)量、保障醫(yī)療安全、提升醫(yī)療效率的重要舉措。

1.1 國內(nèi)電子病歷標準及相關(guān)概念

2010年，原衛(wèi)生部發(fā)布了《電子病歷基本規(guī)范（試行）》。2017年4月1日起，國家衛(wèi)生計生委發(fā)布的《電子病歷應(yīng)用管理規(guī)范（試行）》（以下簡稱“新規(guī)”）開始實施。新規(guī)對電子病歷（electronic medical record， EMR）的定義是醫(yī)務(wù)人員在醫(yī)療活動過程中，使用信息系統(tǒng)生成的文字、符號、圖表、圖形、數(shù)字、影像等數(shù)字化信息，并能實現(xiàn)存儲、管理、傳輸和重現(xiàn)的醫(yī)療記錄，是病歷的一種記錄形式。從電子病歷的定義中可以看出，電子病歷集成和融合了患者在醫(yī)療過程中所有的臨床診療信息，是一種靜態(tài)概念。同時，新規(guī)對電子病歷系統(tǒng)（electronic medical record system，EMRs）的定義是醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)部支持電子病歷信息的采集、存儲、訪問和在線幫助，并圍繞提高醫(yī)療質(zhì)量、保障醫(yī)療安全、提高醫(yī)療效率而提供信息處理和智能化服務(wù)功能的計算機信息系統(tǒng)。后者是從應(yīng)用功能的角度進行定義，是一種動態(tài)概念。

1.2 HIMSS對電子病歷系統(tǒng)的定義

美國醫(yī)療信息和管理系統(tǒng)協(xié)會（healthcare information and management system society, HIMSS）在2006年從電子病歷應(yīng)用的角度對電子病歷系統(tǒng)進行了定義：電子病歷系統(tǒng)指一種應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境，包含臨床數(shù)據(jù)倉庫（CDR）、臨床決策支持（CDS）、受控醫(yī)療詞匯表（CMV）、計算機輔助醫(yī)囑錄入（CPOE）、藥房管理系統(tǒng)以及臨床文檔系統(tǒng)。

1.3 電子病歷功能標準的階梯式發(fā)展

國內(nèi)外電子病歷發(fā)展歷程大體分為4個階段：第1階段主要是紙質(zhì)病歷電子化，將紙質(zhì)病歷數(shù)字化采集成為電子文件；第2階段是結(jié)構(gòu)化病歷，主要是解決病歷中有用信息的計算機提取和應(yīng)用；第3階段主要是帶有臨床決策支持系統(tǒng)功能的結(jié)構(gòu)化、智能化、知識化電子病歷；第4階段主要是電子病歷高度共享。目前，國內(nèi)醫(yī)院的電子病歷絕大多數(shù)處于第2到第3過渡階段。當(dāng)前電子病歷的核心價值應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在智能化、知識化的臨床決策支持功能上。通過臨床知識庫的建設(shè)，實現(xiàn)電子病歷智能化決策引擎，對患者臨床信息實時監(jiān)測，對醫(yī)護人員的診療行為予以輔助決策，達到防止醫(yī)療差錯、提升醫(yī)療質(zhì)量的目的。

2 基于臨床決策支持的電子病歷系統(tǒng)

2.1 臨床決策支持系統(tǒng)的概念

決策支持系統(tǒng)（decision support system，DSS）是輔助決策者通過數(shù)據(jù)、模型和知識，以人機交互方式進行半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化決策的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。臨床決策支持系統(tǒng)（clinical decision support system，CDSS）是基于臨床知識（臨床指南、循證醫(yī)學(xué)、藥品說明書、藥典標準）和患者基本信息及病情信息，運用計算機技術(shù)，為醫(yī)療人員在診療過程中提供警示提醒、臨床診療指南、患者數(shù)據(jù)視圖、臨床輔助診斷等輔助臨床決策的系統(tǒng)工具。CDSS是提升醫(yī)療質(zhì)量的重要手段，其根本目的是提高醫(yī)療質(zhì)量、減少醫(yī)療差錯、為臨床行為提供決策支持和依據(jù)。

2.2 基于知識庫的臨床決策支持系統(tǒng)技術(shù)框架

傳統(tǒng)的臨床診療知識庫是將臨床指南、藥品使用說明等錄入知識庫中供醫(yī)生查閱瀏覽。基于CDSS的臨床知識庫是以患者診斷、主訴、癥狀、檢驗、檢查、藥品、指南和病例報告為基礎(chǔ)，通過整合設(shè)計，關(guān)聯(lián)知識點，為醫(yī)生臨床診斷提供決策支持以及決策依據(jù)，輔助醫(yī)生臨床診療。基于知識庫的臨床決策支持系統(tǒng)，將傳統(tǒng)以醫(yī)生經(jīng)驗為主導(dǎo)的決策向科學(xué)決策轉(zhuǎn)變發(fā)展，為臨床決策提供科學(xué)支撐服務(wù)。

基于知識庫的CDSS主要包括3層架構(gòu)：臨床知識庫管理層、知識管理服務(wù)引擎層和接入應(yīng)用層（圖1）。上海市兒童醫(yī)院臨床決策支持系統(tǒng)是以臨床診斷、診療癥狀、檢驗檢查、臨床用藥、臨床指南、手術(shù)、護理等臨床知識庫為基礎(chǔ)，通過知識引擎，以醫(yī)囑閉環(huán)管理為驅(qū)動，實現(xiàn)兒童用藥劑量推薦、最大劑量控制、危急值閉環(huán)處置、輔助診斷、專病路徑等特色臨床決策支持服務(wù)，為醫(yī)護在臨床診療過程中提供決策支持和診療依據(jù)。

2.3 臨床知識庫的知識類型

臨床知識庫是對臨床知識進行重組，將臨床知識進行結(jié)構(gòu)形式上的歸納、選擇、內(nèi)容管理，以臨床知識為核心，包括疾病診療、藥品、檢驗檢查、臨床指南、護理常規(guī)、醫(yī)保政策等。（1）臨床診療指南知識庫，包括代表性權(quán)威診斷標準、診療指南、病例報告、臨床試驗、病例分析、臨床研究論文、醫(yī)學(xué)期刊和會議文獻、醫(yī)學(xué)教科書全文等項目，根據(jù)患者電子病歷記錄的診療信息，在醫(yī)療活動中聯(lián)機檢索相關(guān)的臨床診療常規(guī)知識，可以將診療、藥品、疾病、檢查檢驗等知識進行有效交互參照。（2）合理用藥知識庫，主要為藥品信息，包括藥名、英文名、別名、劑型、藥理作用、藥動學(xué)、適應(yīng)證、禁忌證、注意事項、不良反應(yīng)、用法用量、藥物相互作用、專家點評等項目。根據(jù)臨床用藥情況，提供藥品查詢、安全用藥提醒、智能用藥等功能。（3）檢驗檢查知識庫，包括檢驗檢查項目指標的介紹、參考值、臨床意義等。根據(jù)專家檢驗知識和理論知識實現(xiàn)報告智能分析，并對可能存在的疾病進行提示，實現(xiàn)醫(yī)技報告智能化自動審核。（4）護理知識庫，包括護理知識、護理風(fēng)險評估、護理措施、護理操作注意事項、護理宣教、護理計劃等項目。提供執(zhí)業(yè)護士常用的護理常規(guī)和技術(shù)指導(dǎo)規(guī)范調(diào)閱，建立融合護理診斷、護理措施及護理結(jié)局3大分類的護理知識體系。（5）醫(yī)療保險政策知識庫，是對醫(yī)保目錄的數(shù)字化，通過信息手段進行醫(yī)保藥物和診療項目審核。

2.4 臨床知識庫的業(yè)務(wù)規(guī)則

臨床知識庫的業(yè)務(wù)規(guī)則包括規(guī)則引擎（rule engine）和規(guī)則流（rule flow），其作用是在下達特定醫(yī)囑時，或某一特定時間點，觸發(fā)規(guī)則引擎，如對藥品-藥品、藥品-診斷、藥品-檢驗、醫(yī)囑-體征（性別、體重、年齡）等沖突情況進行判別，自動獲取臨床數(shù)據(jù)，傳達到知識庫體系，并由規(guī)則流推理獲取相應(yīng)的治療方案。

圖1 基于知識庫的臨床決策支持系統(tǒng)架構(gòu)

知識庫管理服務(wù)引擎包括規(guī)則引擎、規(guī)則解釋引擎、推理機引擎、知識庫引導(dǎo)體系、臨床知識對照服務(wù)等：（1）知識規(guī)則引擎負責(zé)知識庫系統(tǒng)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互規(guī)則標準制定，制定相關(guān)數(shù)據(jù)交互規(guī)則，提供給各臨床知識庫系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互；（2）規(guī)則解釋引擎是在規(guī)則運算中，提取滿足某一條規(guī)則的證據(jù)，通過語義轉(zhuǎn)換，作為支撐運算結(jié)果的證據(jù)；（3）推理機引擎，通過推理引擎解釋某條知識庫系統(tǒng)知識的推理過程和回答醫(yī)生或護士提出的問題，以便能夠了解推理過程，提高對知識庫系統(tǒng)的信賴感；（4）知識庫引導(dǎo)體系提供閉環(huán)的知識管理、跟蹤、維護、智能推薦等功能，是基于字典運行；（5）臨床對照知識服務(wù)，用于支撐同一個業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用多類型知識（醫(yī)院自定義知識庫以及外部其他知識庫）來源的應(yīng)用場景。

3 智能化電子病歷系統(tǒng)應(yīng)用實踐

上海市兒童醫(yī)院以CDR為基礎(chǔ)，以CDSS作為功能組件，建立基于臨床決策支持系統(tǒng)（該系統(tǒng)基于知識庫）的電子病歷系統(tǒng)集成平臺，形成智能化電子病歷系統(tǒng)引擎，以醫(yī)囑閉環(huán)管理為驅(qū)動，實現(xiàn)智能知識助手、兒童智能用藥、危急值閉環(huán)處置、輔助診斷、專病路徑等特色臨床決策支持服務(wù)，為醫(yī)護在臨床診療過程中提供決策支持。根據(jù)臨床知識庫發(fā)揮功能的觸發(fā)點，將功能發(fā)揮形式分為知識主動推送和被動調(diào)閱。

3.1 智能知識提醒

智能警示信息提醒是決策支持系統(tǒng)最經(jīng)常使用的干預(yù)類型，其原則是在正確的場景下，對正確的人，在正確的時間，按照事先確認的規(guī)則給予警告與提示。系統(tǒng)的各種“提醒”功能是保障患者安全的一大利器。

上海市兒童醫(yī)院通過知識助手的形式，建立3種類型的知識提醒：（1）引導(dǎo)類，即根據(jù)患者病情、檢驗檢查結(jié)果等情況，智能引導(dǎo)相應(yīng)的治療方案，如合理用藥劑量推薦、治療方案推薦、臨床路徑導(dǎo)入、醫(yī)保限定用藥選擇等；（2）警告類，即在電子病歷系統(tǒng)中自動彈出提醒頁面，提示下一步操作指導(dǎo)建議，如較高用藥劑量醒示等；（3）禁止類，自動在業(yè)務(wù)系統(tǒng)頁面彈出，干預(yù)業(yè)務(wù)操作，直接指導(dǎo)下一步操作，實時智能禁止醫(yī)療差錯，保障醫(yī)療安全，例如用藥配伍禁忌提醒、藥物過敏史提醒等。通過智能知識助手對患者臨床診療數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測分析，基于疾病診療知識庫、檢驗檢查知識庫、循證文獻等綜合知識體系，在醫(yī)療過程中實時向醫(yī)護人員提供提醒建議信息。

3.2 智能兒童用藥智能兒童用藥是智能化電子病歷系統(tǒng)臨床決策支持的關(guān)鍵內(nèi)容，主要目的是輔助醫(yī)生避免處方錯誤、制定最佳用藥方案。上海市兒童醫(yī)院基于智能用藥知識庫實現(xiàn)了兒童智能用藥劑量推送、合理用藥提醒管控、藥品與檢驗指標關(guān)聯(lián)提醒、個體化基因用藥等特色功能。

3.2.1 兒童用藥劑量智能推送功能。基于智能用藥知識庫，在電子病歷系統(tǒng)醫(yī)囑開方界面，系統(tǒng)將患者的年齡、體重、性別、藥品等信息傳入到CDSS中，CDSS將根據(jù)用藥知識庫自動推送患者用藥推薦劑量。

3.2.2 兒童個體化用藥支持。醫(yī)院通過建立兒童個體化用藥知識庫，使電子病歷系統(tǒng)實現(xiàn)個體化基因用藥智能提醒、基因檢測報告發(fā)布、臨床結(jié)果分析等功能，預(yù)警藥物潛在高風(fēng)險個體及藥物代謝快慢類型，為醫(yī)生提出調(diào)整治療方案建議，實現(xiàn)安全有效的精準藥物治療。

3.2.3 智能診療輔助。電子病歷智能診療輔助功能是以循證醫(yī)學(xué)、疾病診斷等臨床知識庫及臨床決策引擎為核心，根據(jù)患者的主要癥狀、伴隨癥狀、生命體征及檢驗檢查結(jié)果等臨床數(shù)據(jù)，為醫(yī)生在診療過程中提供患者專病視圖、疾病輔助診斷等輔助診療服務(wù)。系統(tǒng)可以根據(jù)患者的主要癥狀和伴隨癥狀，自動推斷患者疾病診斷類型，并支持調(diào)閱疾病的臨床指南等診療知識。

3.2.4 專病診療視圖。整合患者生命體征、檢驗報告、檢查報告、用藥記錄、癥狀等關(guān)鍵專病指標，以時間軸為中心、以醫(yī)生為視角進行臨床數(shù)據(jù)整合展現(xiàn)，以臨床診療過程為主線來輔助醫(yī)生對疾病的診治。

3.2.5 醫(yī)保用藥管理。在符合醫(yī)保條件及治療需要且可選藥品較多的情況下，應(yīng)選擇符合醫(yī)保條件的恰當(dāng)用藥方案。醫(yī)療保險政策知識庫以預(yù)置智能化計算工具，與醫(yī)囑系統(tǒng)（CPOE）集成，當(dāng)醫(yī)生開具醫(yī)囑時根據(jù)醫(yī)保政策推薦合適的用藥方案。

4 實踐成效

在實踐中，基于臨床決策支持系統(tǒng)的電子病歷的作用主要表現(xiàn)在2個方面：對醫(yī)生來說，減輕了醫(yī)生的勞動負荷，提升了醫(yī)療效率；對患者來說，改善了醫(yī)療質(zhì)量，保證了醫(yī)療安全。

4.1 通過“引導(dǎo)”作用輔助決策，提升醫(yī)療質(zhì)量和醫(yī)療效率

在醫(yī)生開具醫(yī)囑時，通過電子病歷系統(tǒng)的知識主動推送作用，推薦合理用藥劑量，既節(jié)省了醫(yī)生查閱知識的時間，減輕醫(yī)生藥物劑量換算的勞動負荷，更是對保障正確的用藥劑量起到了積極作用。

4.2 通過“提醒”作用干預(yù)臨床決策，降低醫(yī)療風(fēng)險，保障醫(yī)療安全

系統(tǒng)的各種“提醒”功能是保障患者安全的一大利器。當(dāng)可能導(dǎo)致醫(yī)療風(fēng)險的醫(yī)療行為出現(xiàn)時，會自動觸發(fā)知識庫的規(guī)則引擎，系統(tǒng)會實時提醒并輔助醫(yī)生選擇安全的治療方案，達到降低醫(yī)療風(fēng)險、保障醫(yī)療安全的目的。

4.3 通過“控制”作用干預(yù)決策，防止醫(yī)療差錯，保障醫(yī)療安全

電子病歷系統(tǒng)的各種“控制”功能是一種“防呆”機制，是保障醫(yī)療安全的底限。當(dāng)會導(dǎo)致醫(yī)療不良后果的醫(yī)療行為出現(xiàn)時，會自動觸發(fā)知識庫的規(guī)則引擎，系統(tǒng)會拒絕風(fēng)險醫(yī)療方案的實施，防止產(chǎn)生醫(yī)療差錯，有效保障醫(yī)療安全。

5 討論

5.1 整合信息孤島，建立電子病歷集成平臺是信息化醫(yī)療活動的基礎(chǔ)

醫(yī)療服務(wù)的過程是多部門業(yè)務(wù)交互協(xié)同的過程，協(xié)同服務(wù)的本質(zhì)是數(shù)據(jù)交換與共享。準確、及時、全面的醫(yī)療信息是高質(zhì)量醫(yī)療活動的基礎(chǔ)和保障，因此，信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)同是提升醫(yī)院服務(wù)水平的必由之路。電子病歷系統(tǒng)主要是開展醫(yī)療行為的信息平臺，如果數(shù)據(jù)分散在各信息系統(tǒng)中，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)不可以相互讀取，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)作用就不能實現(xiàn)。建立電子病歷集成平臺，是實現(xiàn)醫(yī)療信息連續(xù)的保障，也是實現(xiàn)醫(yī)療流程閉環(huán)管理的基礎(chǔ)。

5.2 建立臨床數(shù)據(jù)倉庫是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互判別的基礎(chǔ)

將儲存于各信息系統(tǒng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)進行整合，建立臨床數(shù)據(jù)倉庫（CDR）。CDR是所有臨床數(shù)據(jù)的集合，是后臺數(shù)據(jù)庫，是EMR應(yīng)用的基礎(chǔ)。有了數(shù)據(jù)存儲，就可以實現(xiàn)患者信息連續(xù)性查詢，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集，為數(shù)據(jù)間的邏輯判別奠定基礎(chǔ)。

5.3 完善臨床知識庫是實現(xiàn)智能化醫(yī)療輔助決策的關(guān)鍵

電子病歷不是用信息錄入代替手工書寫，不是數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)療流程，而是基于信息集成的基礎(chǔ)上，建成臨床知識庫，通過對知識的收集、整理、分類、過濾、加工等建立起邏輯關(guān)聯(lián)知識點，通過指引、警告、控制等功能，為醫(yī)務(wù)人員診斷治療提供決策支持。CDSS的作用體現(xiàn)在正確的時間，通過正確的途徑，以正確的干預(yù)模式，向正確的人，提供正確的決策信息。

6 結(jié)語

上海市兒童醫(yī)院將諸多醫(yī)療信息系統(tǒng)集成電子病歷（EMR）應(yīng)用平臺，以臨床數(shù)據(jù)庫（CDR）為基礎(chǔ)，以臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）為核心，將患者臨床數(shù)據(jù)、臨床知識庫、醫(yī)生診療行為進行智能分析，達到了防止醫(yī)療差錯、保障醫(yī)療安全、提升醫(yī)療質(zhì)量和醫(yī)療效率的應(yīng)用效果。

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2017-06-19](責(zé)任編輯 鮑文琦)

Clinical decision making support based intelligence electronic medical record platform con-struction and practice / LIU Yongbin, WEI Mingyue, YU Guangjun, CUI Wenbin // Chinese Hospitals. -2017,21(8):8-11

上海申康醫(yī)院發(fā)展中心臨床管理優(yōu)化項目（SHDC2016616）；國家863計劃項目（2015AA020105）；國家自然科學(xué)基金面上項目（71473164）

①上海市兒童醫(yī)院，200062 上海市瀘定路355號

于廣軍：上海市兒童醫(yī)院院長、研究員、博士

E-mail：gjyu@shchildren.com.cn