基于數(shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)管理平臺構(gòu)建及應(yīng)用

袁駿毅 戴錦杰

[摘要]利用數(shù)字孿生技術(shù)，整合醫(yī)院內(nèi)多套異構(gòu)軟件系統(tǒng)，構(gòu)建日間手術(shù)管理平臺，實(shí)現(xiàn)日間手術(shù)申請、預(yù)約排程、入院到床、手術(shù)過程、出院隨訪、健康宣教、質(zhì)控監(jiān)管等無縫銜接，縮短了日間手術(shù)患者術(shù)前等侯時間，降低了醫(yī)療費(fèi)用，改善了患者就醫(yī)體驗(yàn)，提升了醫(yī)院管理效能。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字孿生技術(shù)；日間手術(shù)；信息化；管理平臺

中曝分類號：R197.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

2021年6月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推動公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見》（國辦發(fā)[2021]18號），明確提出醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)推行日間手術(shù)，提高日間手術(shù)占擇期手術(shù)比例。隨著日間手術(shù)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，醫(yī)療流程的精細(xì)化管理越發(fā)重要。為提高日間手術(shù)的精細(xì)化管理水平，多數(shù)醫(yī)院建立了配套信息系統(tǒng)。然而，《中國日間手術(shù)發(fā)展報告2020》指出，日間手術(shù)運(yùn)行存在信息化支撐滯后、醫(yī)療質(zhì)量管理有待完善等問題。在信息化建設(shè)方面主要體現(xiàn)為：日間手術(shù)配套信息系統(tǒng)對接不通暢，難以協(xié)調(diào)不同場景銜接；欠缺全局管理思維，關(guān)鍵數(shù)據(jù)獲取滯后，不能全面掌握數(shù)據(jù)動態(tài)。解決多階段協(xié)同和多環(huán)節(jié)流暢的關(guān)鍵，在于實(shí)時精確掌握全局每個節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。數(shù)字孿生技術(shù)通過采集物理空間多角度的數(shù)據(jù)實(shí)體，在信息空間實(shí)現(xiàn)全過程的鏡像，運(yùn)用復(fù)雜流程的可視化動態(tài)管理，達(dá)到監(jiān)控、預(yù)測、調(diào)整的目的?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出，要積極應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)優(yōu)勢，促進(jìn)公共服務(wù)水平提升。上海市胸科醫(yī)院是三甲專科醫(yī)院，據(jù)統(tǒng)計，2021年醫(yī)院手術(shù)量達(dá)2.14萬例，其中三四纏手術(shù)占98.46%。2022年，該院計劃開展日間手術(shù)業(yè)務(wù)。本研究以該院日間手術(shù)業(yè)務(wù)流程為對象，基于數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建了日間手術(shù)管理平臺，以期為其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)加強(qiáng)日間手術(shù)管理提供參考。

1日間手術(shù)業(yè)務(wù)流程分析

與傳統(tǒng)病房模式相比，日間手術(shù)治療相對標(biāo)準(zhǔn)化，日間手術(shù)術(shù)前大部分準(zhǔn)備工作均在門診完成，如手術(shù)申請、檢查檢驗(yàn)、麻醉評估等，住院期間主要圍繞手術(shù)和術(shù)后恢復(fù)展開。因此，該院基于現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，制定了日間手術(shù)業(yè)務(wù)流程，主要涵蓋門診診室、日間服務(wù)中心、手術(shù)室、日間病房4個應(yīng)用場景，分為資質(zhì)審核－預(yù)約排期－檢查檢驗(yàn)－麻醉評估－術(shù)前宣教－入院辦理－術(shù)前準(zhǔn)備－實(shí)施手術(shù)－術(shù)后恢復(fù)－出院隨訪等10個環(huán)節(jié)，見圖1。

2基于數(shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)信息化建設(shè)概念模型

數(shù)字孿生概念模型包括物理空間、信息空間和數(shù)據(jù)鏈路，將其應(yīng)用于高度協(xié)同的日間手術(shù)信息化建設(shè)，通過信息的實(shí)時交互，有利于優(yōu)化日間手術(shù)業(yè)務(wù)流程?；跀?shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)信息化建設(shè)概念模型如圖2所示。

3平臺架構(gòu)和功能

基于數(shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)管理平臺采用軟件、設(shè)施、數(shù)據(jù)、場景的分層架構(gòu)設(shè)計，滿足多業(yè)務(wù)信息互聯(lián)靈活度需求。平臺整合了醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS）、電子病歷系統(tǒng)（Elec-tranic Medical Record System，EMR）等臨床業(yè)務(wù)軟件，通過Wi-Fi、物聯(lián)網(wǎng)等多種設(shè)備，匯集形成多源數(shù)據(jù)鏡像的數(shù)據(jù)孿生庫，以支撐日間手術(shù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)孿生庫是平臺的數(shù)據(jù)中心，具有數(shù)據(jù)存儲、邏輯規(guī)則、接口服務(wù)3項(xiàng)功能，其中，數(shù)據(jù)存儲使用SQL Server 2016，內(nèi)嵌資質(zhì)準(zhǔn)人、麻醉評估等智能邏輯規(guī)則引擎，接口以醫(yī)院服務(wù)總線（Enterprise Service Bus，ESB）的標(biāo)準(zhǔn)格式封裝。BI報表和指揮艙界面使用HTML 5開發(fā)，適用于靈活搭載不同的展示終端?；跀?shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)管理平臺架構(gòu)如圖3所示。

3.1日間手術(shù)申請

醫(yī)生在門診工作站完成日間手術(shù)申請。手術(shù)申請單需填寫手術(shù)日期、手術(shù)名稱、麻醉方式等，患者基本資料由平臺自動從HIS提取。日間手術(shù)申請完成后，醫(yī)生下達(dá)術(shù)前檢查檢驗(yàn)醫(yī)囑，預(yù)開電子入院證。

3.2預(yù)約管理

日間服務(wù)中心負(fù)責(zé)患者人院前排程，平臺以進(jìn)度條形式顯示當(dāng)前步驟，綠色代表已完成。工作人員接收到啟動消息后，使用日間專用號源預(yù)約患者檢查檢驗(yàn)時間，同步預(yù)約麻醉評估門診。若麻醉評估不通過，退出日間路徑，另外為患者預(yù)約普通門診。相關(guān)檢查和麻醉評估均完成后，預(yù)約并鎖定手術(shù)當(dāng)日的日間床位，通過微信發(fā)送人院前宣教內(nèi)容。手術(shù)日前一天，經(jīng)電話聯(lián)系確認(rèn)，正式激活醫(yī)生預(yù)開的電子人院證和手術(shù)申請單。

3.3一站式入院

日間病房入口放置自助機(jī)，提供一站式入院辦理服務(wù)?；颊叱鍪旧矸葑C，通過自助機(jī)讀取電子人院證，按照提示繳納預(yù)交金，打印憑證和腕帶。病區(qū)護(hù)士接收到入院手續(xù)，將床位狀態(tài)修改為正式入?yún)^(qū)。手術(shù)室于前一天根據(jù)申請臺序、手術(shù)名稱、預(yù)估時長，使用手術(shù)排班軟件完成手術(shù)安排。病區(qū)護(hù)士確認(rèn)手術(shù)房間、臺次等信息，通過移動護(hù)理軟件進(jìn)行護(hù)理評估。住院醫(yī)生與患者進(jìn)行術(shù)前談話，使用電子簽字板采集知情同意書簽名和指紋。

3.4手術(shù)過程追溯

日間病房及手術(shù)室布有兼容射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)，以便準(zhǔn)確記錄患者的軌跡狀態(tài)。患者人手術(shù)室時，病區(qū)護(hù)士為患者佩戴RFID手環(huán)。患者離開病房、人手術(shù)室、CT定位、人手術(shù)間、至蘇醒區(qū)、回日間病房均由手術(shù)追溯軟件采集點(diǎn)位信息。平臺智能解析手術(shù)軌跡，提供系列提醒功能，例如，主刀醫(yī)生會收到首臺患者已到達(dá)手術(shù)室消息；病區(qū)護(hù)理公告屏?xí)L動顯示即將送回患者，方便護(hù)士提前準(zhǔn)備。

3.5出院智能隨訪

日間手術(shù)在院醫(yī)學(xué)觀察期短，術(shù)后康復(fù)評估和出院隨訪至關(guān)重要?；颊叱鲈呵埃t(yī)生填寫出院評估單，記錄切口愈合、并發(fā)癥等狀況，評估達(dá)標(biāo)后由醫(yī)生在EMR開具出院醫(yī)囑。出院隨訪表單包括切口疼痛、傷口愈合等內(nèi)容，支持個性化定制，根據(jù)隨訪日期可進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院預(yù)約。平臺向出院患者發(fā)放隨訪問卷，并可提醒人工隨訪。隨訪日期前一天，平臺通過微信提醒患者。

3.6智慧健康宣教

建立多元化智慧健康宣教知識庫，知識庫擁有14個類別320個欄目，采用主動推送和自行瀏覽兩種方式。門診階段推進(jìn)付費(fèi)地點(diǎn)、檢查檢驗(yàn)須知等就診信息，等待人院時推送入院前宣教、入院辦理須知等事項(xiàng)，在院期間推送用藥知識、圍手術(shù)期宣教等內(nèi)容，出院后推送隨訪問卷和提醒復(fù)診等消息。患者可以關(guān)注健康宣教微信公眾號，以便隨時查閱。

3.7全程質(zhì)控監(jiān)管

過程管控和質(zhì)量評價是日間手術(shù)高效安全運(yùn)行的關(guān)鍵?；跀?shù)據(jù)孿生庫的實(shí)時全量數(shù)據(jù)，平臺設(shè)置了管理指揮艙大屏。圍繞手術(shù)效率和質(zhì)量安全兩方面，制定了23個監(jiān)測指標(biāo)，涉及環(huán)節(jié)銜接、醫(yī)療質(zhì)量、手術(shù)費(fèi)用等方面。指揮艙依據(jù)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，顯示當(dāng)日和7日平均的重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)。針對CT定位、麻醉蘇醒等超時限情況，指揮艙會滾動預(yù)警顯示個案。平臺還提供靈活多樣的報表，如同比和環(huán)比爽約率等運(yùn)營數(shù)據(jù)，以保障質(zhì)量管理的及時性和準(zhǔn)確性。

4應(yīng)用效果

日間手術(shù)管理平臺于2022年8月正式投入使用。日間病房目前開放床位14張，單日開放7張床位的預(yù)約排期。截至2022年11月底，共收治349人，月平均增長率為43.33%。其中，三四級手術(shù)比例達(dá)99.71%，患者均在48 h內(nèi)出院，無嚴(yán)重并發(fā)癥轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護(hù)病房情況，患者隨訪滿意度達(dá)100%。數(shù)據(jù)孿生庫總?cè)萘窟_(dá)392 GB，建立了28張標(biāo)準(zhǔn)字典、41套關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的智能邏輯規(guī)則，交互日志達(dá)257萬條。

以胸腔鏡下肺楔形切除術(shù)為例，選取2022年8月-11月實(shí)施日間手術(shù)的患者作為觀察組，選擇同期常規(guī)病房的患者作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）胸外科和腫瘤科患者；（2）手術(shù)完成已出院；（3）治療過程不存在轉(zhuǎn)科。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)后轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護(hù)病房患者。兩組患者在年齡、病種等方面均無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05），具有可比性，評價指標(biāo)包括：（1）術(shù)前等候時間，即醫(yī)生開具人院證時間至患者進(jìn)入手術(shù)室時間；（2）住院時長，即患者人院時間至患者出院時間；（3）醫(yī)療費(fèi)用，印住院費(fèi)十門診檢查檢驗(yàn)費(fèi)及麻醉評估費(fèi)。使用SPSS 18.0軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計匯總分析，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。表1顯示，觀察組術(shù)前等候時間、住院時長顯著低于對照組（P均<0.001），醫(yī)療費(fèi)用也顯著低于對照組（P<0.001）。

5討論

該院將數(shù)字孿生技術(shù)運(yùn)用于實(shí)際醫(yī)療場景，建立了日間手術(shù)管理平臺，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療軟件的信息互聯(lián)和就醫(yī)場景的可視化管理。基于數(shù)字孿生技術(shù)的日間手術(shù)管理平臺，為日間手術(shù)患者提供了快捷、安全、無縫銜接的信息服務(wù)。一是實(shí)現(xiàn)了以手術(shù)為主線的全程信息化管理模式，通過導(dǎo)航式有序引導(dǎo)，提升了患者便捷就醫(yī)體驗(yàn)；二是按場景需求設(shè)計軟件功能，無縫對接多套異構(gòu)軟件，深化了開放互聯(lián)的數(shù)據(jù)服務(wù)能力；三是充分發(fā)揮了數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)字底座效用，基于動態(tài)資源智能分析，保障了醫(yī)療質(zhì)量的規(guī)范化。

日間手術(shù)管理平臺的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，有賴于醫(yī)療管理和信息技術(shù)人員的共同努力。建設(shè)前期，項(xiàng)目組秉持手術(shù)加速康復(fù)外科理念，梳理日間手術(shù)業(yè)務(wù)流程；建設(shè)中期，項(xiàng)目組反復(fù)討論日間手術(shù)信息化建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)，打通多套臨床業(yè)務(wù)軟件壁壘；平臺上線后，圍繞主要功能應(yīng)用情況，針對暴露問題，項(xiàng)目組對平臺進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。這使得日間手術(shù)管理平臺發(fā)揮了顯著成效：一是縮短了日間手術(shù)患者術(shù)前等候時長。在保障手術(shù)安全的前提下，將檢查檢驗(yàn)、麻醉評估關(guān)口前移，縮短了患者等侯心理適應(yīng)期，有助于緩解患者術(shù)前焦慮心理。二是縮短了日間手術(shù)患者住院時長。采用手術(shù)精準(zhǔn)預(yù)約和環(huán)節(jié)緊密銜接模式，有助于加快床位周轉(zhuǎn)率，從而提升醫(yī)院住院服務(wù)能級。三是有效控制了日間手術(shù)患者醫(yī)療費(fèi)用成本。由于住院時長縮短，床位費(fèi)、護(hù)理費(fèi)等下降，減少了患者就醫(yī)支出。

當(dāng)然，日間手術(shù)管理平臺的建設(shè)是一個逐步完善的過程，當(dāng)前的日間手術(shù)管理平臺仍然有待優(yōu)化。例如，多源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換耗時較長，未接人的“孤島”應(yīng)用有待打通等?？梢灶A(yù)見，隨著醫(yī)療大數(shù)據(jù)深入人心，圍繞醫(yī)療場景重構(gòu)頂層設(shè)計，醫(yī)院將不斷推出創(chuàng)新的智慧化服務(wù)體系，從而更好地提升服務(wù)水平，持續(xù)改善患者就醫(yī)體驗(yàn)。