檢驗(yàn)智能審核系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

譚偉鋒 戴倩瑩 王 鵬 劉仁杰

1 江門(mén)市中心醫(yī)院 廣東江門(mén) 529030；2 廣州創(chuàng)惠信息科技有限公司 廣東廣州 510000

1 背景及現(xiàn)狀

隨著民眾對(duì)健康的重視及需要科學(xué)的檢查數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)需求日益增多，我院日均超過(guò)1萬(wàn)份的檢驗(yàn)報(bào)告，患者希望更快得知檢驗(yàn)結(jié)果，需要得到更好的就醫(yī)體驗(yàn)。隨著檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備愈來(lái)愈自動(dòng)化，極大地改變了檢驗(yàn)的工作流程，提升了工作效率及質(zhì)量。盡管如此，人工逐項(xiàng)審核檢驗(yàn)報(bào)告單依舊費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且在這過(guò)程中經(jīng)常因?yàn)楣ぷ魅藛T審核疲勞或是失誤，可能造成誤審、漏審等差錯(cuò)問(wèn)題[1]。因此，近年來(lái)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)審核檢驗(yàn)報(bào)告越來(lái)越普及，先進(jìn)的智能檢驗(yàn)系統(tǒng)是集多功能于一體的數(shù)字化檢驗(yàn)信息平臺(tái)，能夠滿足檢驗(yàn)中心各個(gè)專(zhuān)業(yè)組信息管理需求。

檢驗(yàn)自動(dòng)審核的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀[2-5]：基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)挖掘手段促進(jìn)了檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，相較于國(guó)內(nèi)，國(guó)外的檢驗(yàn)報(bào)告使用自動(dòng)審核較為普及，但是仍不具備統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)一些大型三甲醫(yī)院的檢驗(yàn)科嘗試搭建、使用自動(dòng)審核系統(tǒng)。王忠慶等[6]通過(guò)調(diào)整邏輯、比值、危急值、限值以及差值等規(guī)則，建立智能審核系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)的使用，審核報(bào)告的工作量減少了70%，審核時(shí)間縮短35%左右。溫冬梅等[7]利用自動(dòng)化流水線中間體軟件，建設(shè)關(guān)于生化免疫的檢驗(yàn)結(jié)果智能審核系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效減少差錯(cuò)以及縮短檢驗(yàn)周轉(zhuǎn)時(shí)間。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

智能審核主要應(yīng)用在部分大型醫(yī)院，總體使用率較低，自動(dòng)審核通過(guò)率不同醫(yī)院差異比較大。相關(guān)自動(dòng)審核規(guī)則暫沒(méi)有相對(duì)明確的指南，比如，不同項(xiàng)目、不同人員等自動(dòng)審核通過(guò)范圍值。檢驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果能否通過(guò)審核，依據(jù)醫(yī)生的工作經(jīng)驗(yàn)，具有一定的主觀性。且不同地區(qū)相關(guān)檢驗(yàn)指征的常見(jiàn)范圍值并不一樣，具有一定的地域性。通過(guò)建立一個(gè)統(tǒng)一的自動(dòng)審核指標(biāo)值，從目前的來(lái)看并不準(zhǔn)確也不合理。檢驗(yàn)智能化過(guò)程是將臨床知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言[8]，指標(biāo)范圍不合理容易引起誤判，自動(dòng)審核通過(guò)率過(guò)低則自動(dòng)審核失去意義。自動(dòng)審核是按照臨床實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)和邏輯，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行審核，并發(fā)布檢驗(yàn)結(jié)果的行為[9]。

一般自動(dòng)審核使用需要進(jìn)行大量的審核規(guī)則核對(duì)，常見(jiàn)的都是對(duì)使用后的結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，這需要大量人力和時(shí)間。導(dǎo)致自動(dòng)審核上線使用周期長(zhǎng)，驗(yàn)證周期也很長(zhǎng)，使用效果變差[10]。如何取得一個(gè)合理的自動(dòng)審核指標(biāo)范圍，并經(jīng)過(guò)快速驗(yàn)證準(zhǔn)確性，是自動(dòng)審核亟待解決的問(wèn)題。

2.2 技術(shù)難點(diǎn)

自動(dòng)審核規(guī)則的指標(biāo)范圍較難確定，醫(yī)院一般會(huì)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到，或者參考行業(yè)的推薦范圍值。然而，依賴于行業(yè)推薦值，存在通過(guò)率較低的問(wèn)題，其主要因素是行業(yè)推薦值未考慮患者的地域性指征問(wèn)題，也無(wú)法關(guān)聯(lián)歷史患者指標(biāo)范圍；而醫(yī)院實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到的范圍值，可以根據(jù)主觀考慮作為本地區(qū)患者的指標(biāo)參考；但這過(guò)程，也存在自動(dòng)審核通過(guò)率低的問(wèn)題，同時(shí)缺少足夠的數(shù)據(jù)支撐。檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性和復(fù)雜性較高的學(xué)科，有著極其重要地位，檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與否直接關(guān)系著臨床診斷結(jié)果和治療方向[11]。

本系統(tǒng)基于歷史病人指標(biāo)大數(shù)據(jù)算法，預(yù)先設(shè)定參數(shù)初始值，如智能審核通過(guò)率、誤差率等，然后使用深度學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等算法不斷進(jìn)行演算、核對(duì)、修正、迭代，從而得到一個(gè)基于大數(shù)據(jù)的算法模型，該算法可求解自動(dòng)審核通過(guò)率的最佳指標(biāo)范圍，且統(tǒng)計(jì)復(fù)核誤差率。通過(guò)算法模型高效率計(jì)算出指標(biāo)范圍，反過(guò)來(lái)利用結(jié)果對(duì)現(xiàn)有的報(bào)告或者歷史報(bào)告進(jìn)行驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)提高自動(dòng)審核的通過(guò)率，保證可靠，減低檢驗(yàn)人員工作量，縮短檢驗(yàn)周轉(zhuǎn)時(shí)間。

2.3 技術(shù)方案

本系統(tǒng)基于醫(yī)院歷史病人指標(biāo)，設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)算法，并結(jié)合自動(dòng)審核規(guī)則類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)審核指標(biāo)范圍的確認(rèn)。本方法約定：自動(dòng)審核偏差率用AutoDR表示，自動(dòng)審核通過(guò)率用AutoPR表示，自動(dòng)審核范圍值用RV，其最大值表示為RVmax，最小值表示為RVmin。自動(dòng)審核規(guī)則類(lèi)型包括7大類(lèi)：違反標(biāo)本狀態(tài)、違反邏輯關(guān)系、違反質(zhì)控、違反儀器狀態(tài)、違反歷史差異、違反臨床信息、超出范圍。本系統(tǒng)算法結(jié)合以上7類(lèi)規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)要素全面涵蓋分析前、中、后整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程，及前后質(zhì)量指標(biāo)的對(duì)比。

本文收集了本醫(yī)院中2019年1月—2021年12月的常規(guī)化學(xué)標(biāo)本、化學(xué)發(fā)光標(biāo)本用于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自動(dòng)審核規(guī)則，同時(shí)，也與人工審核的方式進(jìn)行比較，并對(duì)兩者的實(shí)施效果及有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用需求

隨著信息化、自動(dòng)化技術(shù)在檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前、中的應(yīng)用普及，越來(lái)越多的流水線手工操作被自動(dòng)化儀器代替。然而，信息化無(wú)法完成檢驗(yàn)報(bào)告的審核工作，這一環(huán)節(jié)仍需工作人員依賴自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)報(bào)告進(jìn)行審核確認(rèn)。目前，檢驗(yàn)標(biāo)本也在不斷增加，檢驗(yàn)科工作效率的提升是臨床人員迫切希望解決的問(wèn)題。因此，需要新技術(shù)來(lái)提升檢驗(yàn)后環(huán)節(jié)的智能化程度，提高報(bào)告審核效率，降低差錯(cuò)率。

3.2 系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

3.2.1 系統(tǒng)軟硬件風(fēng)險(xiǎn) 智能審核系統(tǒng)的正常運(yùn)行取決于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)及其系統(tǒng)的穩(wěn)定性是智能審核的必要保障。應(yīng)對(duì)措施：在計(jì)算機(jī)硬件方面，應(yīng)該配置高參數(shù)、高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)；系統(tǒng)方面，應(yīng)該配置高性能的服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備，且配有備份系統(tǒng)，以防萬(wàn)一。

3.2.2 規(guī)則設(shè)置不當(dāng) 智能審核系統(tǒng)是基于歷史病人指標(biāo)大數(shù)據(jù)算法，預(yù)先設(shè)定參數(shù)初始值、邏輯規(guī)則，使用深度學(xué)習(xí)算法不斷進(jìn)行演算。在保證計(jì)算機(jī)軟硬件正常運(yùn)行的前提下，算法參數(shù)及規(guī)則設(shè)置是自動(dòng)審核的關(guān)鍵步驟，需對(duì)算法程序中的參數(shù)、規(guī)則嚴(yán)格測(cè)試和驗(yàn)證。參數(shù)及規(guī)則的設(shè)定可參考其他醫(yī)院的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，例如，華西醫(yī)院使用患者歷史數(shù)據(jù)對(duì)生化檢驗(yàn)自動(dòng)審核[12]。除參考其他醫(yī)院經(jīng)驗(yàn)外，為保障系統(tǒng)更穩(wěn)定自動(dòng)審核，還需考慮以下方面：①在設(shè)置經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)范圍后，應(yīng)該使用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行推演，驗(yàn)證校正偏差率和自動(dòng)通過(guò)率；②增加自身的審核偏差率，在實(shí)際應(yīng)用中的自動(dòng)審核，應(yīng)該充分考慮醫(yī)療規(guī)范；③為確保智能審核的指標(biāo)范圍更具統(tǒng)計(jì)上的依據(jù)，應(yīng)充分考慮本地域或本醫(yī)院的患者歷史數(shù)據(jù)；④對(duì)算法的參數(shù)和規(guī)則盡量早、盡量多測(cè)試驗(yàn)證，從而避免算法精度上的誤差。

3.2.3 應(yīng)對(duì)措施 實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)過(guò)程中智能審核只是其中一個(gè)環(huán)節(jié)，智能審核系統(tǒng)嵌套在LIS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)報(bào)告的智能審核，任何不符合審核規(guī)則和參數(shù)的報(bào)告都應(yīng)由實(shí)驗(yàn)室工作人員進(jìn)行人工審核。不僅要看到智能審核的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，也要考慮其系統(tǒng)的不足和不可控因素，制定應(yīng)對(duì)措施[13]。在使用過(guò)程中實(shí)驗(yàn)室需結(jié)合自身情況，進(jìn)行定期規(guī)則調(diào)整和驗(yàn)證，尤其當(dāng)試劑變更或工作流程變更必須重新驗(yàn)證，另外，當(dāng)臨床有相關(guān)意見(jiàn)反饋時(shí)應(yīng)及時(shí)修訂和驗(yàn)證規(guī)則，以確保智能審核報(bào)告的準(zhǔn)確性[14]。規(guī)則的設(shè)計(jì)需要多方緊密配合才得以實(shí)現(xiàn)，加之隨著醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的發(fā)展，新的檢驗(yàn)項(xiàng)目越來(lái)越多，這都要求規(guī)則庫(kù)需要更大的擴(kuò)展性，以保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

3.3 應(yīng)用效果

3.3.1 資料與方法 選擇2022年2月的檢驗(yàn)審核結(jié)果，選取檢測(cè)數(shù)量較多的檢驗(yàn)組合：生化十項(xiàng)、肝膽十二項(xiàng)、葡萄糖測(cè)定、血常規(guī)(BCA)、C反應(yīng)蛋白測(cè)定(CRP)、心肌酶組合、肝功三酶測(cè)定、生化三十項(xiàng)，分智能審核組與人工審核組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。符合規(guī)則并自動(dòng)審核歸入觀察組，各檢驗(yàn)組合項(xiàng)目智能審核率分別是生化十項(xiàng)28.81%、肝膽十二項(xiàng)29.81%、葡萄糖測(cè)定27.06%、血常規(guī)(BCA)3.30%、C反應(yīng)蛋白測(cè)定(CRP)50.49%、心肌酶組合47.39%、肝功三酶測(cè)定56.33%、生化三十項(xiàng)18.82%。不符合規(guī)則由人工審核的歸入對(duì)照組。標(biāo)本編號(hào)與報(bào)告審核時(shí)間差為統(tǒng)計(jì)時(shí)間，資料見(jiàn)表1。采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)以率表示，組間比較采用2檢驗(yàn)。呈正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以表示，組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 檢驗(yàn)組合一般資料

3.3.2 對(duì)比兩組審核率 對(duì)比智能審核與人工審核兩組審核率，采用多組率比較的2檢驗(yàn)，見(jiàn)表2，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說(shuō)明智能審核組與人工審核組存在差異。

表2 對(duì)比兩組審核率 [n=43 552, n(%)]

3.3.3 對(duì)比兩組審核時(shí)間 對(duì)比智能審核與人工審核兩組審核時(shí)間，利用智能審核報(bào)告后，報(bào)告時(shí)間差較人工審核明顯縮短，各檢驗(yàn)項(xiàng)目差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說(shuō)明智能審核組與人工審核組存在差異，見(jiàn)表3。利用智能審核功能后，報(bào)告審核時(shí)間具有差異性，且時(shí)間縮短，系統(tǒng)使用效果明顯。

表3 對(duì)比兩組審核時(shí)間

3.3.4 結(jié)果 本系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)算法模型，求解自動(dòng)審核通過(guò)率的最佳指標(biāo)范圍。該算法的演算非常適合應(yīng)用于智能審核系統(tǒng)使用前，利用患者歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，可在通過(guò)率與偏差率之間學(xué)習(xí)最合適的推薦值，并對(duì)指標(biāo)范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，極大地縮短了上線校驗(yàn)時(shí)間，后續(xù)也可便捷驗(yàn)正。智能審核功能快速落地，高效率提高自動(dòng)審核的通過(guò)率，保證可靠性，減低檢驗(yàn)人員工作量，縮短檢驗(yàn)周轉(zhuǎn)時(shí)間。

4 結(jié)論

隨著醫(yī)療技術(shù)及信息化水平的提高，檢驗(yàn)報(bào)告的自動(dòng)審核模式必然會(huì)趨向成熟，將越來(lái)越普遍應(yīng)用于檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也是醫(yī)院高效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要保障。目前，檢驗(yàn)科室面對(duì)大量的檢驗(yàn)報(bào)告，工作強(qiáng)度越來(lái)越大。自動(dòng)審核功能是報(bào)告審核人員的福音，也是傳統(tǒng)審核方式面臨的一次技術(shù)沖擊，工作人員需要適應(yīng)新的模式，也要理解其工作原理，了解計(jì)算機(jī)程序里的審核規(guī)則及相關(guān)邏輯，尤其是在免疫項(xiàng)目和生化項(xiàng)目上，工作人員能大大提升工作效率，縮短檢驗(yàn)周轉(zhuǎn)時(shí)間。通過(guò)報(bào)告審核方式的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)可為臨床診斷提供重要的檢驗(yàn)診斷信息。

綜上所述，自動(dòng)審核方式在各方面都比傳統(tǒng)方式更具有優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍無(wú)法完全取代傳統(tǒng)審核模式。傳統(tǒng)的人工審核結(jié)果，是通過(guò)工作人員綜合專(zhuān)業(yè)技術(shù)、先驗(yàn)知識(shí)等方面得到的審核結(jié)果， 而專(zhuān)業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)正是智能審核算法的前期鋪墊。只有建立一套成熟的適合中國(guó)人群的智能審核規(guī)則，并形成一套穩(wěn)定的操作流程，智能審核模式才有可能在中國(guó)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室真正普及、壯大。因此，新時(shí)代的檢驗(yàn)工作人員，不僅需要學(xué)習(xí)檢驗(yàn)工作的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也要思考如何利用大數(shù)據(jù)算法對(duì)現(xiàn)有的工作進(jìn)行輔助，以提高效率。

檢驗(yàn)是臨床診斷的最佳的輔助方式之一?；跉v史數(shù)據(jù)進(jìn)行演算的智能審核，需要建立在完備的質(zhì)量管理體系之上?，F(xiàn)階段，大部分醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制都是在分析中和分析后的規(guī)則設(shè)置，極少數(shù)實(shí)驗(yàn)室考慮分析前潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。為減少智能審核系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)定因素，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該建立周全的管理制度，如定期抽檢制度，對(duì)算法中的參數(shù)、檢驗(yàn)過(guò)程的規(guī)則進(jìn)行分析總結(jié)，驗(yàn)證其合理性、有效性，如若有偏差，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整[15]。在此過(guò)程中，嚴(yán)格做好質(zhì)量監(jiān)控，在工作中不斷循環(huán)持續(xù)改進(jìn)和完善不足。