基于云平臺(tái)的新生兒先天性心臟病篩查管理體系的研究與實(shí)現(xiàn)

王 淼 黃 敏 蔣 蓓 張永為 陳 敏

先天性心臟病(簡(jiǎn)稱先心病)的發(fā)生率為0.7%～0.8%，是導(dǎo)致新生兒和嬰幼兒死亡的主要原因。調(diào)查表明，先天畸形嬰兒的死亡原因中46%為先心病，而18%～25%的先心病患兒在1歲以內(nèi)死亡[1]。在超聲心動(dòng)圖明確診斷的基礎(chǔ)上，早期外科手術(shù)和介入治療對(duì)于改善先心病患兒預(yù)后具有重要意義，可大大提高先心病患兒的生存率。目前，防治先心病已成為國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題[2-3]。近年，我國(guó)先心病防治工作已向二級(jí)預(yù)防邁進(jìn)，即“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療”，全國(guó)各地已陸續(xù)開(kāi)展新生兒先心病篩查，但各地的先心病篩查、診治和隨訪管理模式不盡相同。

上海市兒童醫(yī)院作為上海市新生兒先心病篩查診治中心之一，工作網(wǎng)絡(luò)覆蓋滬中、滬西的4個(gè)區(qū)16家助產(chǎn)機(jī)構(gòu)，同時(shí)作為上海市危重新生兒轉(zhuǎn)運(yùn)中心，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)入危重新生兒的先心病篩查和診療工作。近年來(lái)，本診治中心通過(guò)探索構(gòu)建一套基于云平臺(tái)的新生兒先心病篩查管理體系，為積極保障新生兒先心病篩查工作有序、高效開(kāi)展，充分挖掘和研究先心病專病數(shù)據(jù)成果，早期預(yù)防與治療先心病提供有力保障。

1 體系構(gòu)建與平臺(tái)搭建

1.1 功能分析 基于云平臺(tái)的新生兒先心病篩查診治管理旨在充分利用原有工作網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)，建立新生兒先心病篩查、轉(zhuǎn)運(yùn)、干預(yù)和診治信息管理體系，完善新生兒先心病的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、診治方案，達(dá)到改善先心病患兒預(yù)后、提高生活質(zhì)量的目的。

圍繞以上目標(biāo)，新生兒先心病篩查云平臺(tái)應(yīng)在現(xiàn)有病員電子健康檔案的基礎(chǔ)上，建立先心病患兒數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)收治患兒的數(shù)量、檢查結(jié)果、治療方案、治療結(jié)果等情況進(jìn)行登記、統(tǒng)計(jì)、分析。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，評(píng)估專病診療方案的有效性；及時(shí)發(fā)現(xiàn)罕見(jiàn)病，確定有效治療方案；客觀分析復(fù)雜先心病的治療效果。未來(lái)，醫(yī)院將進(jìn)一步探索建立包括病員注冊(cè)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)分析、跨院互聯(lián)、移動(dòng)平臺(tái)、管理平臺(tái)等在內(nèi)的新生兒先心病病例信息篩查、診治平臺(tái)，并在醫(yī)療聯(lián)合體內(nèi)推廣和使用，為新生兒先心病的篩查、轉(zhuǎn)診、診治、隨訪等臨床工作和研究工作助力，最終有助于實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化、信息準(zhǔn)確、患者滿意、醫(yī)者方便等多贏結(jié)局。

1.2 流程重建 新生兒先心病篩查診治工作是多專科、多部門合作的項(xiàng)目，院內(nèi)建立篩查診治中心作為管理主體，以可及、連續(xù)、及時(shí)、同質(zhì)為原則在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了一套分職權(quán)、分步驟的管理體系和工作流程，見(jiàn)圖1。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)作后發(fā)現(xiàn)，由于信息傳遞機(jī)制存在缺陷，該管理體系的工作流程存在一定不足，主要包括：信息報(bào)送時(shí)效性和數(shù)據(jù)質(zhì)量欠佳；數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性；患者的隨訪管理和健康管理不夠完善，失訪現(xiàn)象仍普遍存在；過(guò)多關(guān)注個(gè)例，診療數(shù)據(jù)的分析、利用情況不佳等。

圖1 原管理體系的新生兒先心病篩查工作流程

將信息化手段嵌入管理體系，對(duì)原有工作流程的線上、線下部分進(jìn)行重建，見(jiàn)圖2。其中助產(chǎn)機(jī)構(gòu)可通過(guò)臨床應(yīng)用平臺(tái)直接錄入或者接口對(duì)接方式，將患兒檔案上報(bào)至上海市兒童醫(yī)院；同時(shí)，也可通過(guò)市級(jí)先心病篩查中心對(duì)接上海市婦幼保健中心信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口的方式傳輸患兒檔案信息，上報(bào)至上海市婦幼保健中心，保證數(shù)據(jù)報(bào)送信息的質(zhì)量及其實(shí)時(shí)性；另外平臺(tái)設(shè)有家長(zhǎng)終端，以方便家長(zhǎng)了解隨訪預(yù)約情況、先心病科普知識(shí)，以及為其提供方便快捷的醫(yī)療咨詢服務(wù)，從而進(jìn)一步完善患者隨訪和健康管理工作，降低治療過(guò)程中患者失訪率。

圖2 云平臺(tái)管理體系改進(jìn)后的新生兒先心病篩查工作流程

1.3 架構(gòu)平臺(tái) 云平臺(tái)是允許軟件開(kāi)發(fā)人員將寫好的程序放在“云”運(yùn)行和(或)調(diào)用“云”服務(wù)，目前包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù)3個(gè)層次，關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬化、海量數(shù)據(jù)管理、云計(jì)算等[4]。該設(shè)計(jì)不依賴于下層硬件平臺(tái)，一定程度上忽略了區(qū)域內(nèi)各醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息化水平參差不齊的客觀事實(shí)，在統(tǒng)一維護(hù)、升級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)化等方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

基于業(yè)務(wù)功能分析和管理流程再造的需求，新生兒先心病信息平臺(tái)選擇采用云服務(wù)，處理能力可彈性伸縮的云計(jì)算服務(wù)器(elastic compute service，ECS)，可支持大并發(fā)量的業(yè)務(wù)。同時(shí)，通過(guò)服務(wù)群組，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各醫(yī)院的個(gè)性化需求給予支持，不同醫(yī)院信息系統(tǒng)通過(guò)云平臺(tái)提供的應(yīng)用程序編程開(kāi)發(fā)性接口(application programming interface， API)實(shí)現(xiàn)快速集成，實(shí)現(xiàn)新生兒先心病篩查與管理的可及、連續(xù)、及時(shí)、同質(zhì)。云平臺(tái)整體架構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 云平臺(tái)整體架構(gòu)

1.4 安全設(shè)計(jì) 新生兒先心病篩查管理體系涉及個(gè)人隱私信息、健康數(shù)據(jù)、既往診療史等多種敏感數(shù)據(jù)，云平臺(tái)的信息安全工作的重要性不言而喻。從設(shè)計(jì)上，云平臺(tái)充分考慮院內(nèi)信息和平臺(tái)數(shù)據(jù)兩個(gè)層面的安全機(jī)制。院際數(shù)據(jù)互通采用標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸數(shù)據(jù)，采用國(guó)家密碼管理局編制的SM4加密標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加密傳輸。同時(shí)，云平臺(tái)有著完善的權(quán)限認(rèn)證管理系統(tǒng)，能保證機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)相互屏蔽，各個(gè)職能權(quán)限嚴(yán)格控制。執(zhí)行醫(yī)院和醫(yī)院之間、醫(yī)師和醫(yī)師之間的有效隔離，保證各個(gè)機(jī)構(gòu)、科室、人員之間的權(quán)限控制，保證平臺(tái)數(shù)據(jù)的安全。

2 模塊設(shè)計(jì)與功能分析

功能分析中明確了基于云平臺(tái)管理體系的目標(biāo)應(yīng)涵蓋臨床服務(wù)、患者服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)3個(gè)維度，因此在平臺(tái)中分別設(shè)計(jì)病例信息管理模塊、患兒診療輔助模塊和專病多維分析模塊以實(shí)現(xiàn)功能。

2.1 病例管理模塊 通過(guò)與上海市婦幼信息系統(tǒng)、院內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行臨床數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)篩查網(wǎng)絡(luò)中心單位和成員單位的先心病患兒數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)獲取，建設(shè)專病數(shù)據(jù)庫(kù)，作為患兒健康管理、數(shù)據(jù)傳遞互通和后期診治、統(tǒng)計(jì)、分析的基礎(chǔ)。

2.1.1 注冊(cè)管理 包括自動(dòng)建檔和手動(dòng)建檔。平臺(tái)每天定時(shí)從上海市婦幼信息系統(tǒng)和院內(nèi)系統(tǒng)臨床數(shù)據(jù)接口提取患者的個(gè)人基本信息、檢驗(yàn)和檢查結(jié)果、臨床治療方案與結(jié)果等數(shù)據(jù)，對(duì)未建檔的患兒進(jìn)行自動(dòng)建檔，從而減少醫(yī)務(wù)人員的工作量。同時(shí)，對(duì)于既往歷史數(shù)據(jù)也可由醫(yī)師手動(dòng)維護(hù)。

2.1.2 數(shù)據(jù)管理 基于云平臺(tái)，可以準(zhǔn)確、快速地標(biāo)準(zhǔn)化采集專病數(shù)據(jù)；高效對(duì)接上海市婦幼信息系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)表的生成、審查和傳報(bào)，并向助產(chǎn)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化反饋患兒診療結(jié)果。對(duì)平臺(tái)中進(jìn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)時(shí)產(chǎn)生的健康信息和臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總歸整，可為醫(yī)療大數(shù)據(jù)的挖掘研究和有效應(yīng)用提供巨大的樣本量。

2.1.3 質(zhì)量控制(簡(jiǎn)稱質(zhì)控)管理 先心病篩查網(wǎng)絡(luò)的中心單位通過(guò)平臺(tái)向成員單位(助產(chǎn)機(jī)構(gòu))反饋轉(zhuǎn)診患兒的診治情況，同時(shí)發(fā)布臨床篩查、診斷、服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，提高篩查診治網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)效率和同質(zhì)化水平。

2.1.4 隨訪管理 主診醫(yī)師根據(jù)在患兒復(fù)診隨訪過(guò)程中所需要采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)，靈活制訂隨訪問(wèn)卷表單。在隨訪中，持續(xù)根據(jù)需要完善患兒的專病數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充既有臨床數(shù)據(jù)的不足。

2.2 診療輔助模塊 通過(guò)與院內(nèi)工作站、號(hào)源池的有效銜接，提供初篩陽(yáng)性患兒的綠色轉(zhuǎn)診通道，減少轉(zhuǎn)診過(guò)程中不必要的重復(fù)登記環(huán)節(jié)。同時(shí)通過(guò)建立針對(duì)患兒家屬的復(fù)診預(yù)約、提醒、催訪等功能，提高臨床診治工作效率，為先心病患兒提供連續(xù)、精準(zhǔn)、及時(shí)的醫(yī)療服務(wù)。

2.2.1 轉(zhuǎn)診管理 對(duì)于初篩為陽(yáng)性的新生兒，助產(chǎn)醫(yī)院的醫(yī)師可以使用快捷“轉(zhuǎn)診”功能，通過(guò)線上綠色通道將患兒信息傳遞到院內(nèi)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程完成登記和掛號(hào)流程，篩查診治中心的醫(yī)師也能夠第一時(shí)間獲得患兒的病情信息和臨床數(shù)據(jù)，為及時(shí)救治做好準(zhǔn)備。

2.2.2 服務(wù)管理 家庭是先心病新生兒最重要的成長(zhǎng)環(huán)境，父母是維護(hù)患兒順利發(fā)育的關(guān)鍵角色，以互聯(lián)網(wǎng)為載體，將家庭有效納入到先心病新生兒發(fā)育監(jiān)測(cè)、干預(yù)的信息化網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，開(kāi)展真正全程意義的先心病新生兒發(fā)育監(jiān)測(cè)，開(kāi)展豐富、立體的家長(zhǎng)健康教育，能最大限度地拓展健康宣教知識(shí)的傳播范圍。此外，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，患兒家長(zhǎng)還能享受到問(wèn)卷隨訪、醫(yī)療咨詢、健康資訊等多種形式的先心病新生兒健康服務(wù)，提高平臺(tái)患者端的利用率和客戶黏性。

2.2.3 催訪管理 按照相關(guān)管理規(guī)定要求，對(duì)未按時(shí)復(fù)診的患兒增加線上短信、微信催訪途徑，遲到、失訪等負(fù)性行為將與患兒享受的轉(zhuǎn)診服務(wù)、健康服務(wù)權(quán)利關(guān)聯(lián)，從機(jī)制上將專病患兒家屬的“責(zé)-權(quán)-利”結(jié)合，提高催訪的有效性。

2.3 多維分析模塊 平臺(tái)內(nèi)嵌多種醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析功能，能從不同維度對(duì)專病數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查與分析。在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，評(píng)估先心病篩查和診療方案的有效性，客觀分析復(fù)雜先心病的治療效果。

2.3.1 數(shù)據(jù)挖掘 根據(jù)所要進(jìn)行的專病研究和分析方向，確定分析所需要的患者范圍、數(shù)據(jù)項(xiàng)目范圍，建立分析數(shù)據(jù)表單和數(shù)據(jù)項(xiàng)，并從專病信息庫(kù)中提取出相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.3.2 數(shù)據(jù)清洗 對(duì)分析數(shù)據(jù)集合進(jìn)行全面深度處理，包括：根據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)間屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)與組合；對(duì)于數(shù)據(jù)類型進(jìn)行統(tǒng)一清洗，保證運(yùn)算過(guò)程中數(shù)據(jù)類型一致性；對(duì)于數(shù)據(jù)單位進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，保證運(yùn)算過(guò)程中數(shù)據(jù)單位一致性；剔除缺失數(shù)據(jù)、賦默認(rèn)值或分類處理；針對(duì)以上條件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計(jì)算并賦值；針對(duì)篩查條件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查處理等。

2.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 內(nèi)嵌醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析所需要的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析功能，包括數(shù)據(jù)描述(均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)、四分位數(shù)、箱圖)和分析方法(卡方檢驗(yàn)、秩和檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、logistic回歸分析、ROC曲線等)，快速、便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)專病數(shù)據(jù)的分析。

2.3.4 流行病學(xué)調(diào)查和危險(xiǎn)因素分析 匯總數(shù)據(jù)庫(kù)中患者基本信息、體格檢查和彩色多普勒超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果、隨訪表單數(shù)據(jù)等，對(duì)先心病的患病率、病種分布和影響因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，探討先心病發(fā)生的可能危險(xiǎn)因素。

2.3.5 產(chǎn)前咨詢與出生后隨訪研究 通過(guò)分析胎兒心血管異常超聲報(bào)告和采集孕婦妊娠數(shù)據(jù)，提出專業(yè)的妊娠建議，并對(duì)選擇繼續(xù)妊娠的孕婦進(jìn)行產(chǎn)后隨訪、追蹤。

2.3.6 治療效果評(píng)價(jià) 對(duì)收治患兒數(shù)量、檢查結(jié)果、治療方案、治療結(jié)果等情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析，評(píng)估治療方案的有效性，客觀分析復(fù)雜先心病的治療效果。

2.3.7 營(yíng)養(yǎng)狀況和生長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析 先心病患兒因存在嚴(yán)重心臟畸形、手術(shù)高風(fēng)險(xiǎn)、營(yíng)養(yǎng)攝入或吸收減少，更易處于營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。采用營(yíng)養(yǎng)狀況和生長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)篩查量表開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查，分析營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生情況及其與生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。

3 思考與討論

3.1 認(rèn)識(shí)云技術(shù)助力管理的優(yōu)勢(shì) 在當(dāng)前“大健康”理念下，如何有效管理新生兒先心病篩查工作成為備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文結(jié)合理論研究和初步探索，提出了建設(shè)基于云平臺(tái)的新生兒先心病篩查管理體系。針對(duì)新生兒先心病篩查臨床意義重大、數(shù)據(jù)依賴性高、跨部門運(yùn)作難等問(wèn)題，云技術(shù)在數(shù)據(jù)管理規(guī)模、可靠性、通用性、可擴(kuò)展性等方面具有先天優(yōu)勢(shì)[5]。實(shí)踐表明，該體系能夠滿足新生兒先心病篩查工作的基本要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)專病治療方案的質(zhì)量控制管理和培訓(xùn)、院際專病數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，滿足先心病新生兒的篩查、轉(zhuǎn)診、診治要求，通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更便捷的患兒隨訪服務(wù)、降低失訪率、協(xié)力診治，提升先心病篩查診療的整體效果、質(zhì)量和效率。

3.2 重視線上、線下協(xié)同的工作機(jī)制 專病注冊(cè)管理、數(shù)據(jù)互通共享、遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)協(xié)作等線上工作雖然對(duì)先心病篩查的管理具有關(guān)鍵助力，但以目前階段的實(shí)踐來(lái)看， 先心病篩查工作不能完全依靠線上開(kāi)展；如不配套推進(jìn)線下項(xiàng)目，對(duì)于先心病篩查的整體發(fā)展亦有一定不良影響，如：在線質(zhì)控培訓(xùn)和考核仍不能完全替代質(zhì)控專家組的督導(dǎo)巡查；患兒病情溝通中的個(gè)性化內(nèi)容仍需要醫(yī)師間聯(lián)系、具體討論;病情解答、家長(zhǎng)學(xué)校等仍是現(xiàn)階段開(kāi)展健康教育的主要途徑等。因此，先心病云平臺(tái)管理體系并不僅僅是一套軟件，而是線上平臺(tái)與線下業(yè)務(wù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。

3.3 提高專病數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用能力 以往專病數(shù)據(jù)分析多聚焦在某一時(shí)間段、結(jié)果描述和特殊個(gè)案研究中，而在云平臺(tái)管理體系信息中心匯集了大量的患者健康數(shù)據(jù)、臨床業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、就診管理數(shù)據(jù)。對(duì)于目前通過(guò)接口采集的數(shù)據(jù)，具有標(biāo)準(zhǔn)化、易分類的特點(diǎn)，但是這些數(shù)據(jù)仍然簡(jiǎn)單、有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足某些臨床管理和研究的實(shí)際要求。另外，平臺(tái)中也補(bǔ)充采集和積累了數(shù)量龐大的非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。面對(duì)這些數(shù)據(jù)的有效挖掘和統(tǒng)計(jì)分析，雖然已在應(yīng)用流行病學(xué)視角開(kāi)展多維分析上有了一定的方向，但與信息技術(shù)和數(shù)據(jù)管理方面的要求仍有較大差距。但應(yīng)相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，諸如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這些問(wèn)題會(huì)逐步得到解決。