與RIS報告系統(tǒng)深度結合的超聲語音錄入系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

盧瑞鴻，王毅，張順霞，吳震天

（1．中山大學附屬第一醫(yī)院信息數(shù)據(jù)中心，廣州 510080；2．廣州中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院信息科，廣州 510080）

0 引言

超聲檢查與放射影像不同，檢查過程與診斷沒有分開完成，檢查時間相對長。例如消化系統(tǒng)檢查要求空腹，時間相對集中，病人都在等待區(qū)集中，時有用戶等待的抱怨聲，既不利于檢查醫(yī)生思考，更不利于病人對醫(yī)院就診服務的印象，直接影響了病人滿意度。此外很多綜合醫(yī)院的超聲科采用一臺超聲診斷設備配一名錄入員人工鍵盤輸入超聲檢查報告的方法，很多情況下進修生和實習生“淪為”打字員，非常不利于教學的展開。

隨著新冠肺炎疫情發(fā)生以來，全球陷入醫(yī)療資源緊張，人工智能在醫(yī)療領域的應用凸顯，人工智能技術在疫情監(jiān)測分析、人員物資管控、醫(yī)療救治、藥品研發(fā)、后勤保障、復工復產(chǎn)、虛擬助理等方面充分發(fā)揮作用。這樣充分說明以人工智能、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息技術通過前期的快速發(fā)展和實踐積累，已經(jīng)越來越商業(yè)化、市場化和普及化。

在這個大環(huán)境背景下，我院超聲科提出了建設一套語音錄入檢查報告系統(tǒng)的需求，但同時，還要繼續(xù)保證報告的結構化存儲和后期大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計應用等功能。

1 建設目標

以智能語音技術和人工智能技術為核心，采用語音識別+自然語言理解的方式，將系統(tǒng)與超聲科原有的報告系統(tǒng)結合，盡量減少改變醫(yī)生的操作習慣，重點協(xié)助解決超聲科醫(yī)生檢查人數(shù)多、工作繁瑣等問題。以期在四個方面取得成效。①降低醫(yī)院成本，節(jié)省醫(yī)院招聘和管理錄入員成本。以北上廣深等地醫(yī)院為例，每個錄入員每年的用人成本在8萬元左右，通過應用語言錄入系統(tǒng)，一定程度上減少錄入員的數(shù)量。②提高醫(yī)生效率。醫(yī)生在一個人工作，或者需要記錄患者個性化信息時，提高醫(yī)生工作效率，將原來3～5分鐘的工作降低至1分鐘左右。③縮短患者等待時間。當前的超聲科檢查工作需在對患者檢查結束后當即出報告，醫(yī)生在一個人工作時，做到檢查與錄入同時進行，縮短患者等候報告的時間。④增加實習醫(yī)生、進修醫(yī)生實操機會。在實習、進修、輪轉醫(yī)生從報告聽寫工作中解放出來，更多地跟帶教老師實操，更快學習掌握超聲檢查技能和知識。

2 設計思路

2.1 業(yè)務流程設計

系統(tǒng)的操作盡量方便醫(yī)生操作，減少在兩個系統(tǒng)之間的切換。因此設計將語音錄入系統(tǒng)嵌入到RIS報告系統(tǒng)中，醫(yī)生登錄打開RIS報告系統(tǒng)后，可以在書寫報告的界面主動調用打開語音錄入系統(tǒng)的頁面，然后根據(jù)患者的檢查情況通過語音指令調用相應的報告模板。醫(yī)生邊檢查邊按照模板用語音方式錄入結果，如果檢查多個部位需要追加模板或者模板外的內容，也可以通過語音追加模板或者直接追加報告文本內容。在語音錄入系統(tǒng)界面填寫完超聲所見后，系統(tǒng)會自動生成超聲結論，醫(yī)生也可以通過語音修改超聲結論，然后后預覽報告的內容和格式，確認無誤后語音指令將報告內容導入到RIS報告系統(tǒng)。醫(yī)生在RIS報告系統(tǒng)界面檢查報告內容、圖片和格式無誤后，即可打印報告交給患者，整體流程如圖1所示。

圖1 超聲語音錄入報告業(yè)務流程圖

2.2 系統(tǒng)架構設計

超聲語音錄入系統(tǒng)主要實現(xiàn)檢查過程實時錄音、醫(yī)生語音實時識別、報告生成等核心功能。機器轉寫（語音識別）和自然語言理解服務構建在醫(yī)療語音云（院內私有云），用于將醫(yī)生的語音以機器轉寫的方式識別為文字，將識別結果進行語義解析，智能提取出結構化的報告內容。醫(yī)療語音加密編碼服務則用于將醫(yī)療語音數(shù)據(jù)加密編碼、解碼。語音管理服務平臺提供標準的語音授權、管理和配置等服務，并提供標準的接口給超聲科報告系統(tǒng)調用。RIS報告系統(tǒng)對接功能實現(xiàn)語音錄入系統(tǒng)與RIS報告系統(tǒng)的對接，包括從RIS報告系統(tǒng)調起語音錄入系統(tǒng)，以及從語音錄入系統(tǒng)將報告結構化地同步到RIS報告系統(tǒng)等。系統(tǒng)架構參考圖2。

圖2 超聲語音錄入系統(tǒng)架構圖

2.3 二維表結構同步報告設計

為便于科室的科研工作，需要將超聲報告結構化地存儲，因此需要事先制定好結構化的報告模板，醫(yī)生在錄入報告時調用模板，根據(jù)模板的結構化字段錄入相應的檢查值或者檢查屬性，然后從語音錄入系統(tǒng)將報告同步到RIS報告系統(tǒng)。

但超聲檢查的部位組合本身比較多，而且每個患者每個部位的檢查結果都不盡相同，比如常規(guī)的肝膽胰脾彩超，雖然是一個項目，但不同患者的檢查結果，可能是肝膽胰脾都正常，可能是正常肝膽胰加脾大，可能是正常肝膽脾加胰腺炎等等。這還只是一個項目的不同部位組合，如果一個檢查有幾個不同的項目，比如肝膽胰脾彩超加盆腔彩超，那么組合情況就更多更復雜了。如果每個組合都制定一個模板的話，模板的制定工作量將非常巨大，而且檢查醫(yī)生查找模板的效率也不能保證。

在此情況下，我們設計了通過二維表的模式實現(xiàn)報告模板的自由組合。比如肝膽胰脾彩超，我們將正常肝，肝硬化，肝囊腫，肝內鈣化灶，正常膽囊，膽囊結石，正常胰腺，胰腺炎，正常脾，脾囊腫等等不同部位（器官）的不同情況維護成一個個基礎模板，醫(yī)生在寫報告時根據(jù)檢查的情況引入肝膽胰脾的相應模板，組成一份報告。同時在RIS報告系統(tǒng)中也有相應的模板表結構，實現(xiàn)從語音錄入系統(tǒng)向RIS報告系統(tǒng)同步結構化的報告內容并在RIS報告系統(tǒng)中存儲。二維表結構的報告模板實現(xiàn)頁面參考圖3、圖4所示。

圖3 二維表結構報告模板1

圖4 二維表結構報告模板2

2.4 超聲知識庫及圖譜設計

主要使用了超聲領域的命名實體自動發(fā)現(xiàn)和消歧技術，對非結構化超聲報告和半結構化模板文檔進行命名實體發(fā)現(xiàn)與標注。在實體自動標注的基礎上，研發(fā)自動實體屬性鏈接技術，對無結構文本中提到的實體（如肝臟狀態(tài)、門脈位置等）從文本語料中自動發(fā)掘其對應屬性（如萎縮/大小正常、主干/左支/右支等），從而完成醫(yī)療領域知識圖譜構建。構建超聲業(yè)務圖譜的過程是知識圖譜的一種簡化，借助于圖譜的結構，可以描述業(yè)務邏輯關系的圖，包含概念、實體、屬性、關系、意圖（明確知識點和模糊知識點），是一種業(yè)務知識的表示。其中圖譜中每個點都是一種語義要素，相比于語義信息針對整個句子，語義要素提取更著重于提取句子中的關鍵信息。例如針對肝膽檢查的模板，簡單梳理出來的部分知識點如表1所示。

表1 肝膽檢查部分知識點梳理表

3 實現(xiàn)效果

3.1 提升檢查效率

系統(tǒng)到目前為止已經(jīng)完成了400多個基礎模板，基本上覆蓋了我院超聲醫(yī)學檢查的全部項目。系統(tǒng)上線后，語音錄入系統(tǒng)響應上屏時間小于0.5秒，識別精度大于93%。檢查醫(yī)生通過語音操作方式，可自行完成叫號-應診-檢查-報告書寫全流程，形成結構化超聲檢查報告，配合超聲模板自動填寫相應字段內容，提升了醫(yī)技科室的運營效率與醫(yī)生的檢查效率，促進了組織結構變革與管理模式優(yōu)化。

3.2 改善患者體驗

系統(tǒng)優(yōu)化診療流程，提升醫(yī)療服務水平，改善患者體驗。診間無需報告錄入員，由檢查醫(yī)師完成檢查與錄入，有效化解患者尷尬情緒；檢查過程中即時完成報告錄入，增加患者信任感；檢查與錄入同步進行，縮短檢查耗時，降低患者候診、診中時間，緩解患者緊張焦慮心情。

3.3 助力臨床科研

目前，超聲語音錄入系統(tǒng)月均形成結構化檢查報告約500份，部分醫(yī)生已經(jīng)養(yǎng)成了語音錄入報告的習慣，通過語音錄入的報告比例將越來越高。這些報告無需進行繁瑣的后結構化過程即可滿足科研數(shù)據(jù)檢索、統(tǒng)計分析的要求，并可針對科研需要進行進一步的內容分類，便于研究者分析患者病情與影像學表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)超聲表現(xiàn)、歷史就診記錄與疾病情況的關聯(lián)，為研究提供數(shù)據(jù)支撐。

4 結語

與RIS報告系統(tǒng)深度結合的超聲語音錄入系統(tǒng)建設具有非?，F(xiàn)實的意義。首先系統(tǒng)可以將超聲科的醫(yī)生從繁重的文字錄入工作中解放出來，提高檢查效率，更好地為患者服務；其次通過統(tǒng)一模板的方式，將報告的部分字段值結構化保存，有利于開展科研統(tǒng)計；此外對于綜合醫(yī)院的進修生，實習生，也可以通過標準化的流程和模板更好地學習，提升技能；最后，未來可以將語音錄入功能應用于遠程檢查的報告書寫，為分級診療提供技術基礎。

下一步，我們計劃根據(jù)科室使用需求及醫(yī)院管理要求，持續(xù)加強報告結構化自處理及報告實時質控提醒等功能，讓系統(tǒng)更好地服務患者與醫(yī)務人員。同時拓展語音錄入的應用場景，探索語音助理應用于電子病歷、病理報告、影像報告的可行性，發(fā)掘人工智能在醫(yī)療領域的更多價值。