基于電子病歷大數(shù)據(jù)的人工智能醫(yī)療質(zhì)量與安全實(shí)時監(jiān)控云平臺研究*

王 琦 安明揚(yáng) 潘習(xí)龍 譚友文

(三二〇一醫(yī)院 漢中723000) (北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 北京100191) (江西省人民醫(yī)院 南昌330006)

楊斌輝

(三二〇一醫(yī)院 漢中723000)

1 引言

醫(yī)療質(zhì)量是醫(yī)療機(jī)構(gòu)診療活動整體效果的集中體現(xiàn)，是臨床工作質(zhì)量的核心。在國家衛(wèi)生健康委員會相關(guān)要求中[1-2]，對醫(yī)療質(zhì)量管理、醫(yī)療質(zhì)量安全核心制度、醫(yī)療質(zhì)量管理工具等均做出明確規(guī)定，指導(dǎo)醫(yī)療機(jī)構(gòu)重視醫(yī)療質(zhì)量安全，加強(qiáng)日常醫(yī)療質(zhì)量管理[3]，規(guī)范醫(yī)療服務(wù)行為。電子病歷(Electronic Medical Record，EMR)是醫(yī)療機(jī)構(gòu)對患者進(jìn)行診斷治療整個醫(yī)療行為過程的電子記錄，涉及診療相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸、處理和使用等。以電子病歷系統(tǒng)為核心的病歷質(zhì)量[4]是醫(yī)療機(jī)構(gòu)整體醫(yī)療質(zhì)量水平的體現(xiàn)。探索通過信息技術(shù)建立醫(yī)療質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)云平臺，實(shí)現(xiàn)對病歷質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控[5]，再結(jié)合醫(yī)療質(zhì)量核心制度規(guī)則進(jìn)行質(zhì)控分析，對提高醫(yī)療質(zhì)量具有重要應(yīng)用價值。

2 云平臺系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1 需求分析

醫(yī)療機(jī)構(gòu)的質(zhì)量與安全涉及診療行為全流程，而電子病歷是診療行為的記錄載體。因此通過對電子病歷進(jìn)行監(jiān)測和質(zhì)控[6]可以掌握醫(yī)療質(zhì)量安全管理核心制度的落實(shí)和執(zhí)行情況。對電子病歷進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，首先需要與病歷系統(tǒng)進(jìn)行對接，以病歷大數(shù)據(jù)[7]為基礎(chǔ)，運(yùn)用醫(yī)療質(zhì)量安全核心制度質(zhì)控規(guī)則庫，進(jìn)行分析和質(zhì)控[8]。及時發(fā)現(xiàn)隱患和缺陷，預(yù)防醫(yī)療質(zhì)量安全事件的發(fā)生。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)與功能設(shè)計

2.2.1 云平臺架構(gòu)設(shè)計 (1)數(shù)據(jù)采集監(jiān)聽服務(wù)器。主要完成對數(shù)據(jù)變化的感知和監(jiān)測，在合適時點(diǎn)上采集業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。(2)人工智能(Artificial Intelligence，AI)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。從采集服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理、分類、存儲。依據(jù)核心制度設(shè)計質(zhì)控規(guī)則庫，通過技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控評估，形成包括文字、圖表、評分等不同形式的質(zhì)控結(jié)果。(3)消息推送服務(wù)器。與AI數(shù)據(jù)處理服務(wù)器進(jìn)行通信以獲取質(zhì)控預(yù)警消息，再與微信系統(tǒng)對接進(jìn)行消息推送，醫(yī)務(wù)人員可以在微信中查看質(zhì)控反饋信息，保障質(zhì)控結(jié)果送達(dá)的及時性、有效性。

2.2.2 云平臺安全架構(gòu)設(shè)計 (1)數(shù)據(jù)安全性。采集服務(wù)從業(yè)務(wù)系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，暫存在本地數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)數(shù)據(jù)匯集再寫入數(shù)據(jù)處理服務(wù)的數(shù)據(jù)庫中。這種緩存式操作設(shè)計主要目的是減輕業(yè)務(wù)系統(tǒng)輸入/輸出(Input/Output，I/O)壓力，確保其安全運(yùn)行。(2)網(wǎng)絡(luò)安全性。通過微信服務(wù)向醫(yī)務(wù)人員推送質(zhì)控預(yù)警消息，借助云平臺系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)通信。通過防火墻對外網(wǎng)訪問進(jìn)行安全防御，網(wǎng)閘對內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換進(jìn)行隔離，將系統(tǒng)劃分為兩個區(qū)域運(yùn)行，以保障云平臺體系網(wǎng)絡(luò)安全，見圖1。

圖1 醫(yī)療質(zhì)量與安全實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.2.3 云平臺系統(tǒng)功能設(shè)計 (1)數(shù)據(jù)服務(wù)。通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)對病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，同時完成對病歷數(shù)據(jù)信息的采集與存儲。(2)監(jiān)控服務(wù)。實(shí)時讀取病歷數(shù)據(jù)并依托質(zhì)控規(guī)則庫，運(yùn)用AI技術(shù)進(jìn)行分析與質(zhì)控，形成質(zhì)控結(jié)果。(3)消息服務(wù)。開發(fā)消息服務(wù)平臺并與微信進(jìn)行對接，通過微信公眾號向醫(yī)務(wù)人員推送質(zhì)控消息。(4)展現(xiàn)層。通過前臺客戶端程序展現(xiàn)科室與個人的質(zhì)控信息與結(jié)果、統(tǒng)計分析圖表等，通過數(shù)據(jù)提高醫(yī)務(wù)人員對質(zhì)量安全的理解和重視，進(jìn)而促進(jìn)醫(yī)療質(zhì)量管理水平提升，見圖2。

圖2 醫(yī)療質(zhì)量與安全實(shí)時監(jiān)控云平臺功能設(shè)計

3 云平臺系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集

主要是指各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對接、采集醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過SQL Server數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。采集模式支持自動和手動兩種方式，以滿足不同應(yīng)用需求下的數(shù)據(jù)采集。

3.2 醫(yī)療質(zhì)量安全實(shí)時監(jiān)控

醫(yī)療質(zhì)量安全實(shí)時監(jiān)測與質(zhì)控是云平臺系統(tǒng)[9]核心功能。提供與質(zhì)控相關(guān)的規(guī)則、評分、分類等設(shè)置，以配合核心制度的質(zhì)控需求。醫(yī)療質(zhì)量安全實(shí)時監(jiān)控[10]主要依據(jù)醫(yī)療質(zhì)量核心制度，對采集到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理、存儲，再運(yùn)用AI技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控分析[11]，并且可以按患者、醫(yī)生、科室、核心制度等不同維度輸出質(zhì)控結(jié)果，預(yù)警質(zhì)量安全風(fēng)險環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對醫(yī)療質(zhì)量實(shí)施監(jiān)控的目標(biāo)。

3.3 消息推送

消息推送服務(wù)在系統(tǒng)環(huán)境部署上需要內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)連通，才能通過公眾平臺[12]向外發(fā)布消息。醫(yī)務(wù)人員通過關(guān)注微信公眾號即可接收預(yù)警消息，及時了解相關(guān)質(zhì)控結(jié)果，預(yù)防醫(yī)療質(zhì)量安全風(fēng)險。

3.4 客戶端應(yīng)用

云平臺系統(tǒng)設(shè)計支持瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server，B/S)，客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server，C/S)兩種模式的客戶端[13]，B/S客戶端采用前端vue框架和后端java進(jìn)行開發(fā)，C/S客戶端采用PB、c++和.Net進(jìn)行開發(fā)。支持從患者、醫(yī)生、科室等不同維度展現(xiàn)質(zhì)控結(jié)果。

4 云平臺系統(tǒng)建設(shè)效能評估

4.1 概述

醫(yī)療質(zhì)量與安全實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)于2020年12月上線試運(yùn)行，2021年1月正式啟用。選取2020年1-6月23 367份病歷作為對照組，2021年1-6月27 367份病歷作為研究組，進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)的應(yīng)用效能評價。在這兩組時間段內(nèi)，負(fù)責(zé)病案質(zhì)控工作的部門、人員、管理均未有明顯變化。

4.2 醫(yī)療質(zhì)量核心制度執(zhí)行效果評價

對醫(yī)療質(zhì)量核心制度在人工管理模式與采用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控模式下的效果進(jìn)行對比，分析不同管理模式下核心制度執(zhí)行效果差異，見表1。其中首診負(fù)責(zé)制度、三級查房制度、急危重患者搶救制度、會診制度、手術(shù)分級管理制度的研究組執(zhí)行有效率均低于對照組執(zhí)行有效率，表明在實(shí)時監(jiān)控模式下云平臺系統(tǒng)從病歷中檢測出更多質(zhì)量風(fēng)險點(diǎn)。因此采用實(shí)時監(jiān)控方法可以幫助管理者更有效地發(fā)現(xiàn)醫(yī)療質(zhì)量風(fēng)險，促進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)不斷改進(jìn)核心制度執(zhí)行中的不足之處，持續(xù)提高核心制度執(zhí)行力。

表1 醫(yī)療質(zhì)量核心制度有效率執(zhí)行效果對比(%)

4.3 終末病歷質(zhì)控效果評價

對終末病歷中的入院記錄、出院記錄、日常病程記錄、有創(chuàng)診療記錄、知情告知等進(jìn)行對比評價，見表2。研究組質(zhì)控缺陷率均高于對照組數(shù)據(jù)，表明實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)從終末病歷中監(jiān)測質(zhì)控到更多病歷質(zhì)量缺陷。相較于傳統(tǒng)人工質(zhì)控模式，采用信息系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控更加高效、準(zhǔn)確。

表2 終末病歷質(zhì)控缺陷率對比(%)

4.4 病歷等級評定效果評價

分別對運(yùn)行病歷、終末病歷進(jìn)行等級評定以綜合評估病歷整體質(zhì)量，見表3。分析顯示運(yùn)行病歷和終末病歷的甲級率研究組數(shù)據(jù)均低于對照組數(shù)據(jù)，乙級率、丙級率研究組數(shù)據(jù)均高于對照組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明實(shí)時監(jiān)控下的病歷比人工質(zhì)控的病歷等級甲級率低，而乙級率、丙級率較高。因此實(shí)時監(jiān)控病歷的模式比人工質(zhì)控更有利于發(fā)現(xiàn)病歷缺陷，對病歷整體質(zhì)量提升具有積極意義。

表3 病歷等級評定(%)

4.5 醫(yī)療安全效果評價

進(jìn)一步對運(yùn)行病歷、終末病歷違規(guī)率進(jìn)行分析，宏觀評估采用AI技術(shù)進(jìn)行質(zhì)控相比人工質(zhì)控對醫(yī)療安全產(chǎn)生的效能情況，見表4。研究組運(yùn)行病歷違規(guī)率高于對照組，分析原因，使用實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)后可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行病歷全覆蓋，更有利于發(fā)現(xiàn)醫(yī)療風(fēng)險隱患和及時采取預(yù)防措施。研究組終末病歷違規(guī)率高于對照組，但相對比率低于運(yùn)行病歷違規(guī)率，表明在運(yùn)行病歷中質(zhì)控發(fā)現(xiàn)的缺陷得到有效應(yīng)對處理，使得整體病歷質(zhì)量提高，所以終末病歷違規(guī)率低于運(yùn)行病歷違規(guī)率。運(yùn)行病歷中風(fēng)險被有效檢出和及時解決，使得終末病歷中的風(fēng)險明顯減少，取得較為顯著的醫(yī)療安全風(fēng)險防范成效。

表4 醫(yī)療安全風(fēng)險評價(%)

5 結(jié)語

近年來隨著現(xiàn)代醫(yī)院管理制度、三級公立醫(yī)院績效考核、新版醫(yī)院等級評審細(xì)則等有關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)建設(shè)發(fā)展規(guī)范的推行，醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理逐漸向規(guī)范化、精細(xì)化、科學(xué)化、智慧化方向轉(zhuǎn)變，這些管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要醫(yī)療質(zhì)量與醫(yī)療安全作為基石以提供有效支撐。醫(yī)療質(zhì)量與安全實(shí)時監(jiān)控云平臺系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用符合醫(yī)療質(zhì)量核心管理制度要求和持續(xù)改進(jìn)需要，對促進(jìn)建立以電子病歷系統(tǒng)為核心的醫(yī)療質(zhì)控具有實(shí)踐意義，有利于降低醫(yī)療安全風(fēng)險、構(gòu)建和諧的醫(yī)患關(guān)系。