醫(yī)院胸痛中心信息系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計(jì)

廖 廓　楊惠予　潘 敢

胸痛是急診室患者就診常見的病情主訴，也是一種不容忽視的疾病“預(yù)告”，約占急診內(nèi)科患者的5%～20%[1]。目前，在胸痛的診療上，普遍存在兩方面的問題：①由于胸痛相關(guān)性疾病涉及心血管內(nèi)科、急診科、呼吸科、胸外科等多個(gè)學(xué)科，這就對(duì)各科室的協(xié)同配合度、院內(nèi)的醫(yī)療數(shù)據(jù)交互的及時(shí)性都提出了比較高的要求；②患者就診延遲、院前救治缺失容易導(dǎo)致錯(cuò)過患者的最佳搶救時(shí)機(jī)[2]。

隨著國(guó)家胸痛中心和各級(jí)醫(yī)院胸痛中心的建立，為以胸痛急診就醫(yī)的重癥患者提供了快速和規(guī)范的診療系統(tǒng)。而醫(yī)院胸痛中心的建設(shè)目標(biāo)是要建立“在最短的時(shí)間內(nèi)將急性胸痛患者送至具有救治能力的醫(yī)院接受最佳治療”的機(jī)制。我國(guó)ST段抬高急性心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)救治現(xiàn)狀以及我國(guó)醫(yī)院胸痛中心認(rèn)證工作委員會(huì)所確立的胸痛中心建設(shè)基本理念是，以具備直接經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(primary percutaneous coronary intervention，PPCI)能力的醫(yī)院為核心，通過對(duì)醫(yī)療資源的整合建立起區(qū)域協(xié)同快速救治體系，以提高急診胸痛患者的整體救治水平[3-4]。然而，在實(shí)際運(yùn)行中胸痛患者在120救護(hù)車上的信息和檢查數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)傳送到醫(yī)院，患者到達(dá)醫(yī)院內(nèi)急診科、介入室、心血管病監(jiān)護(hù)室(cardiovascular care unit，CCU)、心電圖、檢驗(yàn)科、放射科等相關(guān)科室的檢查結(jié)果不能及時(shí)共享數(shù)據(jù)，各關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的記錄全部依靠紙質(zhì)表格。為此，本研究探討醫(yī)院胸痛中心信息系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科部門及多醫(yī)院的聯(lián)動(dòng)合作、資源整合和診療流程優(yōu)化，為患者提供更加快速、高效的醫(yī)療救治，提高救治成功率[5-7]。

1　醫(yī)院胸痛中心系統(tǒng)的需求分析

軟件工程師與醫(yī)院胸痛患者救治流程圖中涉及的120救護(hù)車、基層醫(yī)院、急診科、心導(dǎo)管室、CCU以及醫(yī)技科室的醫(yī)務(wù)人員反復(fù)溝通，獲得胸痛中心軟件系統(tǒng)7個(gè)方面的功能需求：①實(shí)現(xiàn)胸痛患者在救護(hù)車上的醫(yī)療數(shù)據(jù)采集、傳輸至院內(nèi)，院內(nèi)外數(shù)據(jù)共享；②實(shí)現(xiàn)胸痛患者在基層醫(yī)院中醫(yī)療數(shù)據(jù)采集、傳輸至院內(nèi)，院內(nèi)外數(shù)據(jù)共享[8]；③實(shí)現(xiàn)胸痛患者信息院內(nèi)數(shù)據(jù)共享；④實(shí)現(xiàn)醫(yī)院與胸痛中心之間的數(shù)據(jù)共享；⑤實(shí)現(xiàn)湖南省胸痛中心數(shù)據(jù)上傳至中國(guó)胸痛中心聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站；⑥實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的時(shí)鐘管理；⑦實(shí)現(xiàn)胸痛患者的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(如圖1所示)。

圖1　胸痛患者救治流程圖

2　胸痛中心軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能

2.1　醫(yī)院胸痛中心系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

本項(xiàng)目采用B/S、C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，服務(wù)器端采用JAVA， C++語(yǔ)言，遵從標(biāo)準(zhǔn)的J2EE建設(shè)規(guī)范，MVC設(shè)計(jì)規(guī)范[9]。

具體技術(shù)棧包括：

maven維護(hù)項(xiàng)目構(gòu)建工作

Spring生成bean組件處理組件依賴，AOP業(yè)務(wù)攔截處理事物處理和日志處理等工作

Springboot項(xiàng)目的統(tǒng)一啟動(dòng)，打包，配置

Spring mvc服務(wù)器與瀏覽器數(shù)據(jù)交互的入口負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送接收，組織數(shù)據(jù)，響應(yīng)請(qǐng)求工作，異常處理

Spring session項(xiàng)目的會(huì)話管理

Redis會(huì)話的存儲(chǔ)，分布式緩存

Shiro項(xiàng)目的權(quán)限管理，安全校驗(yàn)

Mybaits與數(shù)據(jù)庫(kù)交互做增刪改查工作

Cache緩存業(yè)務(wù)熱數(shù)據(jù)

Kafka系統(tǒng)消息服務(wù)

Mongodb日志存儲(chǔ)查詢

Webservice接口通信服務(wù)協(xié)議

客戶端技術(shù)棧包括：

Html5，css3，less，ES6，Javascript，jquery，vue2，ajax，json，restfull，瀏覽器本地存儲(chǔ)，SPA單頁(yè)應(yīng)用。

瀏覽器要求：

Chrome：V50+，firefox：V50+

數(shù)據(jù)庫(kù)：

Mysql master slave主從同步，讀寫分離

WEB服務(wù)器：

tomcat7+：系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器

Nginx：系統(tǒng)訪問入口，負(fù)責(zé)靜態(tài)資源存儲(chǔ)，負(fù)載均衡服務(wù)

服務(wù)器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)Linux系統(tǒng)，推薦Centos6.5+，docker虛擬化

2.1.2數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)及接口規(guī)范

采用XML作為數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)，并作為公共數(shù)據(jù)元描述標(biāo)準(zhǔn)。采用Web Service技術(shù)提供標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范。由于Web服務(wù)技術(shù)是基于標(biāo)準(zhǔn)和松散耦合的，這對(duì)于日后新建設(shè)系統(tǒng)的選型和遷移提供了很大的靈活性和擴(kuò)展性。

2.1.3模型管理共享數(shù)據(jù)

采用基于主題的數(shù)據(jù)管理模型管理共享數(shù)據(jù)，基于主題對(duì)共享數(shù)據(jù)管理將更加方便。

2.1.4基于面向服務(wù)架構(gòu)的多層架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于面向服務(wù)架構(gòu)(service oriented architecture，SOA)的多層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，是最成熟最科學(xué)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，是建立醫(yī)院胸痛中心信息系統(tǒng)SOA架構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[10]。本系統(tǒng)建設(shè)遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行業(yè)務(wù)應(yīng)用組件化和服務(wù)化，實(shí)現(xiàn)了松散型、低耦合的集成，相關(guān)的信息系統(tǒng)可以相互調(diào)用功能服務(wù)。SOA實(shí)施以根據(jù)胸痛中心具體業(yè)務(wù)目標(biāo)和IT資源為指導(dǎo)，在建立公共組件服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)服務(wù)基礎(chǔ)上，以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)和服務(wù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)為原則。

2.2　軟件系統(tǒng)功能架構(gòu)

根據(jù)需求分析的結(jié)果，形成3級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的框架：①第1級(jí)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器放置在各胸痛中心醫(yī)院機(jī)房中，存放胸痛系統(tǒng)使用過程中醫(yī)院120救護(hù)車、基層醫(yī)院、急診科、心導(dǎo)管室、CCU以及醫(yī)技科室產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；②第2級(jí)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器放置在省級(jí)數(shù)據(jù)中心，存放不同醫(yī)院采集的胸痛患者數(shù)據(jù)；③第3級(jí)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器就是中國(guó)胸痛中心聯(lián)盟網(wǎng)站的服務(wù)器，省級(jí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)通過接口統(tǒng)一上傳至國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)中心。

根據(jù)胸痛患者的就診流程及涉及的醫(yī)療部門，在分析系統(tǒng)需求、搭建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)框架的基礎(chǔ)上，將胸痛中心系統(tǒng)分為8個(gè)模塊：即胸痛省級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái)、救護(hù)車模塊、基層醫(yī)院模塊、急診科模塊、心導(dǎo)管室模塊、CCU模塊、院內(nèi)維護(hù)管理模塊和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)質(zhì)控模塊。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊如圖2所示。

圖2　三級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)拓?fù)鋱D

3　胸痛中心系統(tǒng)的功能模塊

3.1　胸痛省級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái)

胸痛中心系統(tǒng)省級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái)支持海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，對(duì)省內(nèi)各醫(yī)院的胸痛患者數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。并可提供統(tǒng)一接口，保證各醫(yī)院通過標(biāo)準(zhǔn)化的方式定時(shí)上傳數(shù)據(jù)；省級(jí)胸痛大數(shù)據(jù)中心能夠通過定時(shí)任務(wù)控制，支持自動(dòng)和手動(dòng)定時(shí)向國(guó)家胸痛中心上傳省內(nèi)胸痛患者數(shù)據(jù)，可組織各級(jí)醫(yī)院專家跨醫(yī)院進(jìn)行線上病案討論。省級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái)擁有功能完善的業(yè)務(wù)邏輯層，能夠定制查詢條件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種高級(jí)搜索；能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行可視化，支持常見餅圖、柱狀圖、曲線圖等統(tǒng)計(jì)圖表和定制化圖表的顯示及交互。建設(shè)胸痛中心門戶，為胸痛中心提供信息發(fā)布、宣傳、收集以及入駐醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理等功能。

3.2　救護(hù)車模塊功能

120移動(dòng)急救車系統(tǒng)運(yùn)行在醫(yī)院120急救車的平板電腦上，通過4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或虛擬專用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)(virtual private dial-up networks，VPDN)模式實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)現(xiàn)急救車上醫(yī)療器械采集的患者檢查、化驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至醫(yī)院內(nèi)分診臺(tái)工作站。急救車上配備的十二導(dǎo)聯(lián)心電圖機(jī)、肌鈣蛋白檢測(cè)儀以及現(xiàn)有監(jiān)護(hù)儀等設(shè)備采集的患者檢查、化驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或VPDN技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)结t(yī)院胸痛中心服務(wù)器，并將相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至分診臺(tái)工作站、CCU工作站、導(dǎo)管室工作站、胸痛指揮中心及胸痛系統(tǒng)手機(jī)客戶端，建立院前急救、院內(nèi)搶救“綠色通道”。救護(hù)車模塊軟件界面如圖3所示。

3.3　基層醫(yī)院模塊功能

利用4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基層醫(yī)院十二導(dǎo)聯(lián)心電圖機(jī)、肌鈣蛋白檢測(cè)儀以及現(xiàn)有監(jiān)護(hù)儀等設(shè)備采集的患者檢查、化驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)醫(yī)療器械采集的患者檢查、化驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至院級(jí)胸痛中心平臺(tái)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至急診分診臺(tái)工作站、CCU工作站、導(dǎo)管室工作站、胸痛指揮中心和胸痛手機(jī)客戶端，建立院前急救、院內(nèi)搶救“綠色通道”?，F(xiàn)實(shí)基層醫(yī)院與上級(jí)醫(yī)院之間的音視頻同步遠(yuǎn)程指導(dǎo)。

圖3　救護(hù)車模塊平板端界面圖

3.4　急診科分診模塊功能

針對(duì)自行前往醫(yī)院急診室的胸痛患者，分診臺(tái)工作站可實(shí)時(shí)采集和傳輸胸痛患者通過十二導(dǎo)聯(lián)心電圖機(jī)、肌鈣蛋白檢測(cè)儀等設(shè)備檢測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過醫(yī)院現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，將檢測(cè)、化驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)结t(yī)院胸痛中心服務(wù)器，并同步傳送到CCU工作站、導(dǎo)管室工作站、胸痛指揮中心工作站等其他胸痛工作站和胸痛手機(jī)客戶端。同時(shí)，分診臺(tái)工作站軟件可以實(shí)時(shí)接收120移動(dòng)急救車系統(tǒng)和基層醫(yī)院發(fā)送來(lái)的胸痛患者檢查和化驗(yàn)信息，并支持院前急救電子病歷查看，建立胸痛“綠色通道”。當(dāng)新的急救事件發(fā)生時(shí)，分診臺(tái)工作站軟件能自動(dòng)提示及發(fā)出報(bào)警。急診科分診模塊軟件界面如圖4所示。

圖4　急診科分診模塊電腦端界面圖

3.5　心導(dǎo)管室模塊功能

導(dǎo)管室工作站軟件能實(shí)時(shí)地顯示通過移動(dòng)急救工作站、分診臺(tái)工作站和CCU工作站采集的患者心電圖、肌鈣蛋白及生命體征等信息，可以了解急救過程中患者的有關(guān)信息，提前做好導(dǎo)管室準(zhǔn)備工作，通過系統(tǒng)可以記錄患者到達(dá)導(dǎo)管室的時(shí)間、知情同意時(shí)間、簽署知情同意時(shí)間、啟動(dòng)導(dǎo)管室時(shí)間、導(dǎo)管室激活時(shí)間、溶栓開始時(shí)間、急性心肌梗死介入治療救治時(shí)間(D-to-B)、球囊擴(kuò)張時(shí)間及再灌注時(shí)間等治療信息和時(shí)間節(jié)點(diǎn)信息。

3.6　CCU模塊功能

工作站軟件可以實(shí)時(shí)接收移動(dòng)急救工作站和分診臺(tái)工作站發(fā)送來(lái)的胸痛患者檢查、化驗(yàn)信息，并支持院前急救電子病歷查看。

3.7　院內(nèi)胸痛維護(hù)管理模塊功能

管理人員能定時(shí)上傳胸痛患者數(shù)據(jù)至省胸痛大數(shù)據(jù)中心，上傳的數(shù)據(jù)能兼容省級(jí)和國(guó)家級(jí)胸痛大數(shù)據(jù)中心的格式。系統(tǒng)保證了整個(gè)全院的各科室墻上掛鐘、胸痛工作站的PC、服務(wù)器和(或)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)鐘自動(dòng)同步，統(tǒng)一全院的救治時(shí)間。

3.8　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制模塊功能

對(duì)胸痛全流程進(jìn)行質(zhì)量控制，能自動(dòng)檢查胸痛病歷的完整性和救治流程的規(guī)范性以及患者救治的及時(shí)性，系統(tǒng)能根據(jù)定義自動(dòng)生成數(shù)據(jù)質(zhì)控報(bào)告(以中國(guó)胸痛聯(lián)盟發(fā)布的15項(xiàng)指標(biāo)為準(zhǔn))。

4　醫(yī)院胸痛中心系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

4.1　胸痛中心系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存三級(jí)架構(gòu)，院內(nèi)外數(shù)據(jù)保存至院內(nèi)服務(wù)器，院內(nèi)胸痛服務(wù)器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳省級(jí)胸痛中心服務(wù)器，省級(jí)胸痛中心服務(wù)器可統(tǒng)一上傳至中國(guó)胸痛聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。

(2)各節(jié)點(diǎn)需要填報(bào)的數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)選擇。

(3)各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的值可以通過省胸痛中心統(tǒng)一設(shè)置，可以動(dòng)態(tài)修改。

(4)時(shí)間采集通過物聯(lián)網(wǎng)的形式。

(5)統(tǒng)一的時(shí)鐘管理。

4.2　胸痛中心系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

(1)急診科、心導(dǎo)管室、CCU及醫(yī)技科室各個(gè)部門通過系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘，不會(huì)產(chǎn)生時(shí)間上的邏輯錯(cuò)誤。

(2)避免數(shù)據(jù)重復(fù)輸入，采用手工模式胸痛就診各環(huán)節(jié)必須先將診療數(shù)據(jù)記錄在表單上，填寫的紙質(zhì)資料統(tǒng)一匯總后再登陸中國(guó)胸痛中心聯(lián)盟網(wǎng)站完成填報(bào)，每個(gè)患者至少30 min。使用胸痛系統(tǒng)軟件后，胸痛就診各環(huán)節(jié)診療數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)填報(bào)形成電子數(shù)據(jù)，填報(bào)完成后可以自動(dòng)上傳中國(guó)胸痛中心聯(lián)盟網(wǎng)站，每個(gè)患者可節(jié)約30 min。

(3)儀器數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集，通過接口程序?qū)⑹?dǎo)聯(lián)心電圖機(jī)、肌鈣蛋白檢測(cè)儀等醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)采集至胸痛系統(tǒng)軟件，避免人工輸入錯(cuò)誤和提高輸入速度。

(4)時(shí)間采集通過物聯(lián)網(wǎng)的形式，胸痛就診需要記錄患者到達(dá)某地時(shí)間或者啟動(dòng)導(dǎo)管室時(shí)間、開始知情同意時(shí)間、簽署知情同意時(shí)間、啟動(dòng)導(dǎo)管室時(shí)間、導(dǎo)管室激活時(shí)間、溶栓開始時(shí)間、D-to-B時(shí)間、球囊擴(kuò)張時(shí)間及再灌注時(shí)間等的時(shí)間節(jié)點(diǎn)信息，系統(tǒng)采用掃描患者腕帶或者感應(yīng)手環(huán)形式采集時(shí)間數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的快速性和準(zhǔn)確性。

5　結(jié)語(yǔ)

使用胸痛系統(tǒng)軟件改變以往醫(yī)院獨(dú)立運(yùn)行的模式，建立大、中、小醫(yī)院協(xié)同救治的新模式。以互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)院外、院級(jí)之間都能得到胸痛專家團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)[11]。優(yōu)化和改進(jìn)急診科、心導(dǎo)管室、CCU及醫(yī)技科等科室的工作流程。