基于TTS技術(shù)的醫(yī)院危急值系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

□ 張偉峰 ZHANG Wei-feng 章賽飛 ZHANG Sai-fei 泮金鴿 PAN Jin-ge

危急值指患者的檢驗、檢查結(jié)果高度異常，當這種異常結(jié)果出現(xiàn)時，將有可能危及患者生命，需要醫(yī)技部門立即通知臨床醫(yī)生給予患者及時、有效的診治，避免患者失去最佳搶救時機。2016年國家衛(wèi)計委發(fā)布的《醫(yī)療質(zhì)量管理辦法》中將危急值報告制度列入《醫(yī)療質(zhì)量安全核心制度》[1]，表明危急值管理已經(jīng)成為醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量管理中不可或缺的組成部分，建立臨床危急值系統(tǒng)將對降低醫(yī)療風險，保障患者安全起到至關(guān)重要的作用。

國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

目前，國內(nèi)醫(yī)院檢驗危急值電子化應(yīng)用較多，但放射、B超、心電、內(nèi)鏡、病理等檢查類的危急值電子化應(yīng)用較少，有些醫(yī)院仍使用電話通知，手工登記的方式。告知方式仍主要以系統(tǒng)彈框提醒為主，部分醫(yī)院還會增加向開單醫(yī)生或患者發(fā)送短信提醒的功能。應(yīng)用效果上，系統(tǒng)彈框提醒的消息到達率較高，但確認時間長短不一，尤其是醫(yī)護人員不在電腦邊上時，延時確認問題較嚴重。而輔助短信因發(fā)送對象固定，實際效果也不太理想，存在一定風險。危急值質(zhì)量管理上，因軟件系統(tǒng)不同，數(shù)據(jù)相對獨立，監(jiān)管難度較大。

我院作為一家綜合性三甲醫(yī)院，對于危急值管理制度的落實非常重視，早在2006年就通過LIS系統(tǒng)實現(xiàn)了檢驗危急值電子化管理，經(jīng)過持續(xù)改進，逐漸建立了全院危急值統(tǒng)一監(jiān)管平臺，實現(xiàn)了LIS、PACS、心電、病理等系統(tǒng)與HIS系統(tǒng)之間的危急值信息互聯(lián)互通。同時，為了縮短危急值處置周期，避免因醫(yī)務(wù)人員不在電腦旁邊等環(huán)境因素的干擾，引入TTS(Text to Speech)語音合成技術(shù)，將危急值文字報告轉(zhuǎn)化為語音報告，實現(xiàn)危急值語音告知警告功能，方便了臨床醫(yī)務(wù)人員快速獲取危急值報告信息。本文主要介紹我院危急值系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用情況，旨在為醫(yī)院危急值報告流程和方法的優(yōu)化提供參考。

系統(tǒng)開發(fā)

1.開發(fā)前準備。為使開發(fā)出來的信息系統(tǒng)能夠適應(yīng)臨床需求和醫(yī)院實際環(huán)境，切實有效地落實危急值報告制度，首先由醫(yī)院質(zhì)改處召集各醫(yī)技部門、急診、體檢、門診辦、信息中心等部門共同商討危急值處置相關(guān)事宜。明確軟件開發(fā)目的，確定危急值報告范圍及處置流程、方法、人員、時間等關(guān)鍵要素，同時對危急值內(nèi)容進行歸納，尤其是放射、B超、心電、病理等非檢驗類危急值文字描述的標準化處理，便于危急值自動識別和統(tǒng)計分析。

2.系統(tǒng)功能開發(fā)

2.1 基于TTS的醫(yī)院危急值系統(tǒng)的設(shè)計思路。TTS是一種將文本轉(zhuǎn)化為語音的技術(shù)。最早的電腦文本語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，是依靠在語音文件目錄中，按照文件名找到一個個事先錄好的語音文件，并按順序播放來實現(xiàn)的。操作起來非常麻煩，而且字詞之間銜接不流暢，沒有語境，效果較差。微軟公司的Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎開發(fā)包及市場上基于此引擎推出的TTS語音庫解決了該問題。利用此引擎轉(zhuǎn)換出來的語音具有自然語音中的聲調(diào)、重音、發(fā)音速度變化等細微特性，合成的語音清晰自然，富有感染力[2]，為多媒體軟件開發(fā)提供了便利。本系統(tǒng)的語音合成部分，正是利用Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎同時結(jié)合VW-Liang中文語音庫實現(xiàn)的。具體設(shè)計思路如圖1。

圖1 醫(yī)院危急值系統(tǒng)設(shè)計思路

2.2 檢查類危急值報告電子化的實現(xiàn)。檢查類危急值與檢驗危急值在判讀方式上相差很大。檢驗危急值基本上屬于數(shù)值型，可根據(jù)性別、年齡等要素設(shè)定不同值域范圍，直接由計算機自動比較發(fā)現(xiàn)。而檢查類危急值因其包含在一大段的診斷報告中，且診斷報告的描述往往以自然語言描述的方式存在，很難讓軟件系統(tǒng)自動判斷出報告是否存在危急值。本功能的實現(xiàn)方法是依托原有PACS等信息系統(tǒng)，根據(jù)本院《危急值管理制度》中定義的危急值文字描述，分別建立危急值標準化字典。同時，為字典中的每條危急值設(shè)定關(guān)鍵字。如B超危急值：“急性心肌梗死”?？稍O(shè)定1個主關(guān)鍵詞“急”，3個輔助關(guān)鍵詞“心肌”、“梗”、“死”。程序上定義主關(guān)鍵詞與輔助關(guān)鍵詞之間使用邏輯關(guān)系符“and”，輔助關(guān)鍵詞之間使用邏輯關(guān)系符“or”，以此形成危急值特征表達式。醫(yī)生在審核診斷報告時，軟件系統(tǒng)根據(jù)特征表達式在診斷報告中進行全文檢索，判斷是否存在危急值。承上例，系統(tǒng)在搜索時發(fā)現(xiàn)報告中有“急”字，并且同時包含“心肌”、“?！被颉八馈比齻€關(guān)鍵字中的任意一個關(guān)鍵字時，則判斷存在危急值風險，此時系統(tǒng)進行自動彈框提醒。診斷醫(yī)生根據(jù)提醒再度核查報告內(nèi)容。確屬危急值的，從危急值字典中選擇對應(yīng)危急值保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)同時觸發(fā)中間件寫入危急值平臺數(shù)據(jù)庫。

2.3 危急值數(shù)據(jù)歸集的實現(xiàn)。醫(yī)院危急值數(shù)據(jù)來源較多，除常見的檢驗LIS系統(tǒng)外，還包括PACS、心電、病理等醫(yī)院信息系統(tǒng)。根據(jù)軟件廠家的配合程度，可采用兩種不同的對接模式。一是接口模式。這種模式需要軟件廠家對原有信息系統(tǒng)進行改造，適合廠家配合程度高的軟件。系統(tǒng)設(shè)計在審核報告環(huán)節(jié)調(diào)用接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，將危急值內(nèi)容寫入危急值平臺數(shù)據(jù)庫。臨床確認危急值時，再次調(diào)用此接口，將危急值狀態(tài)等處置信息回寫給原系統(tǒng)，以完成閉環(huán)。第二種模式是通過數(shù)據(jù)庫dblink+觸發(fā)器的方式實現(xiàn)。這種方式適合廠家配合程度低的軟件。因無法修改軟件系統(tǒng)，可在兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫間分別建立兩個dblink鏈接，用于數(shù)據(jù)庫間數(shù)據(jù)互訪。同時分別在數(shù)據(jù)庫上各建立一個觸發(fā)器，以insert、delete、update危急值表為判斷條件，觸發(fā)數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器運行，實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)庫間危急值數(shù)據(jù)的插入、刪除和狀態(tài)修改，實現(xiàn)不修改源代碼的情況下達到危急值數(shù)據(jù)歸集的目的。

2.4 TTS語音播報功能的實現(xiàn)。首先在操作系統(tǒng)中安裝Microsoft-Speech SDK5.1語音引擎與VW-Liang中文語音庫，以提供TTS開發(fā)環(huán)境，然后使用Power Builder9.0進行程序開發(fā)。代碼編寫主要包括程序間的數(shù)據(jù)傳參，語音庫列表與音頻輸出驅(qū)動的獲取，文字朗讀控制，timer函數(shù)事件的循環(huán)執(zhí)行幾個部分。最后將程序進行編譯，做成TTS語音小程序，并放置于臨床或醫(yī)技科室業(yè)務(wù)程序目錄下。當業(yè)務(wù)程序監(jiān)測到危急值時，立即彈窗提醒并強制窗體顯示在電腦屏幕最前端，不確認無法關(guān)閉提醒窗口。同時，加載TTS語音小程序并將患者信息、危急值信息整合后傳遞過去實現(xiàn)語音輸出。

2.5 危急值反饋模塊的實現(xiàn)。建立反饋模塊的目的是因為危急值存在未及時送達的可能。具體情況可分為三種：一是醫(yī)技科室漏發(fā)；二是已發(fā)送，但系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)沒有從原系統(tǒng)中寫入危急值平臺數(shù)據(jù)庫；三是臨床醫(yī)務(wù)人員沒有關(guān)注到。為降低上述情況的影響，確保危急值數(shù)據(jù)快速并且100%發(fā)送，危急值反饋程序必須在原業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)。為了醒目，程序以大屏幕投放的方式展現(xiàn)，同時結(jié)合色彩管理，在危急值產(chǎn)生時就開始倒計時。5分鐘內(nèi)記錄為綠色，超過5分鐘未發(fā)送或未確認該條記錄顯示為紅色，同時調(diào)用TTS語音小程序進行語音告知警告，促使醫(yī)技科室采取措施予以補救。

2.6 危急值監(jiān)管模塊的實現(xiàn)。危急值監(jiān)管模塊主要契合管理部門需求進行開發(fā)，以形成各種報表為主。例如能夠分類展示各種危急值詳細信息，能夠統(tǒng)計危急值確認時長等。通過對這些報表的應(yīng)用，可以達到管理部門監(jiān)管全院危急值的目的。

危急值系統(tǒng)應(yīng)用情況

系統(tǒng)投入使用后，臨床反映良好。同時，對比歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過TTS語音告知警告方式傳遞的危急值，處置周期明顯比其他方式縮短，這說明TTS語音告知警告方式在危急值消息傳遞中具有顯著作用?？傮w而言，危急值系統(tǒng)的應(yīng)用有效降低了醫(yī)療風險，保障了患者安全。而危急值監(jiān)管模塊的使用，也促使醫(yī)務(wù)部門不斷地通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)和整改危急值處置中存在的問題，提高了整體醫(yī)療質(zhì)量。