任慧朋，周宏宇，李強(qiáng)

中國(guó)人民解放軍第九八醫(yī)院 信息科，浙江 湖州 313000

基于B/S架構(gòu)的LIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

任慧朋，周宏宇，李強(qiáng)

中國(guó)人民解放軍第九八醫(yī)院 信息科，浙江 湖州 313000

本文通過(guò)對(duì)醫(yī)院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIS）的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和Web的并發(fā)訪問(wèn)控制技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了LIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，即為體檢用戶在醫(yī)院建立了一個(gè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的電子銀行。

LIS；HIS；B/S架構(gòu)；互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

0 前言

近年，隨著臨床信息系統(tǒng)（Clinical Information System，CIS）的迅猛發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）被各類醫(yī)院相繼引入，也使得檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)進(jìn)入了以自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化為主要特征的新時(shí)期，有力地提高了實(shí)驗(yàn)室的整體管理水平和檢驗(yàn)質(zhì)量。現(xiàn)在，對(duì)LIS的應(yīng)用功能的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為衡量醫(yī)院臨床檢驗(yàn)自動(dòng)化水平的標(biāo)準(zhǔn)。

1 LIS應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題

就國(guó)內(nèi)外LIS的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)內(nèi)LIS的應(yīng)用起步較晚，國(guó)外的LIS技術(shù)較為成熟。LIS突出的優(yōu)勢(shì)在于標(biāo)本的智能分類、集成一體化和條碼自動(dòng)定位等方面。從國(guó)內(nèi)外整體的情況來(lái)看，專門針對(duì)患者設(shè)計(jì)的LIS寥寥無(wú)幾，雖然每家LIS公司都在宣稱“自動(dòng)取單機(jī)”如何的智能便利，但實(shí)際上取單機(jī)昂貴的價(jià)格和頻發(fā)的故障往往令人難以接受。再分析一下紙質(zhì)化驗(yàn)單的作用，因?yàn)榇蟛糠植∪瞬痪邆溽t(yī)學(xué)常識(shí)，是看不懂化驗(yàn)單的，只有再次排隊(duì)等待醫(yī)生。而醫(yī)生已經(jīng)習(xí)慣了通過(guò)LIS來(lái)瀏覽檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以基本不看紙質(zhì)化驗(yàn)單。也就是說(shuō)，病人手中高成本的紙質(zhì)化驗(yàn)單只起到了傳遞患者基本信息的功能。

1.2 LIS未來(lái)的發(fā)展方向

隨著“智慧醫(yī)療”理念的拓展，未來(lái)醫(yī)療信息的發(fā)展方向是面向患者，無(wú)論是在電子健康檔案還是在區(qū)域醫(yī)療信息中，LIS檢驗(yàn)數(shù)據(jù)都是最重要的組成部分，所以利用互聯(lián)網(wǎng)直觀、及時(shí)、方便地分享醫(yī)療數(shù)據(jù)結(jié)果，具有廣泛的應(yīng)用前景。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題就是：如何對(duì)LIS的數(shù)據(jù)進(jìn)行“精加工”和“智能分析”，并以最簡(jiǎn)易的Web方式直觀地呈現(xiàn)給患者。

2 門診調(diào)查結(jié)果分析

關(guān)于本院10000例門診病人的調(diào)查結(jié)果顯示，需要做檢驗(yàn)檢查的約為8400人（含軍隊(duì)大規(guī)模體檢），病人在門診的大部分時(shí)間花費(fèi)在排隊(duì)抽血、等化驗(yàn)單、持單復(fù)診這3個(gè)步驟。其中最浪費(fèi)時(shí)間的就是等化驗(yàn)單，由于體檢數(shù)據(jù)量大，最快也需要1 h才能出結(jié)果。對(duì)這8400人的化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，其中有4800人的指標(biāo)沒(méi)有任何異常，也就是無(wú)需復(fù)診，剩余3600人還需復(fù)診。但實(shí)際上，這8400人全部完成了所有流程。對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)，其實(shí)只要對(duì)3600份有異常的化驗(yàn)單作出診斷即可，但是卻額外多了1.5倍的工作量，真正需要復(fù)診的人也要多花1.5倍的排隊(duì)復(fù)診時(shí)間。調(diào)查分析示意圖，見(jiàn)圖1。尤其對(duì)于軍隊(duì)體檢人員，這種現(xiàn)象更為明顯，往往軍人看1次病要往返于醫(yī)院好幾趟。

圖1 門診調(diào)查分析示意圖

3 系統(tǒng)需求分析

3.1 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)工作量逐年增大

近年來(lái)，各家醫(yī)院的門診量都在成倍增長(zhǎng)，這給檢驗(yàn)科等輔助診斷科室?guī)?lái)巨大的壓力。對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)，要在超負(fù)荷接診的同時(shí)保證確診率；對(duì)于患者而言，由于排隊(duì)等待的人較多，看病流程中的每個(gè)步驟都變得很艱難。有些醫(yī)院力圖通過(guò)簡(jiǎn)化掛號(hào)和付費(fèi)的流程來(lái)提高效率（如看病“一卡通”等系統(tǒng)），表面上看來(lái)，在收費(fèi)處排隊(duì)的人少了，但化驗(yàn)科和診室門口依然擁擠不堪，因?yàn)樽罾速M(fèi)時(shí)間的化驗(yàn)、等單、排隊(duì)復(fù)診這3個(gè)流程沒(méi)發(fā)生任何改變，沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

3.2 利用計(jì)算機(jī)減輕門診醫(yī)生壓力

臨床指標(biāo)診斷是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，最終的診斷結(jié)果必須依靠人為經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行確認(rèn)。無(wú)論醫(yī)療信息多么先進(jìn)，也無(wú)法代替人腦的主導(dǎo)作用。但我們可以逆向思考，雖然計(jì)算機(jī)不能判斷出患者有什么病，但是計(jì)算機(jī)可以判斷出患者有沒(méi)有病，而且這個(gè)過(guò)程和人腦的判斷過(guò)程是完全一樣的，就是看數(shù)據(jù)是否全部達(dá)標(biāo)，并且計(jì)算機(jī)的效率和準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人腦。舉例來(lái)說(shuō)，有100份化驗(yàn)單，其中35份異常，65份正常，計(jì)算機(jī)在幾秒鐘內(nèi)即可排查出異常的化驗(yàn)單；而醫(yī)生要按照程序?qū)@100份化驗(yàn)單進(jìn)行認(rèn)真判斷，從而挑出其中35份異常的單子，再分別告知患者其判斷結(jié)果，所以目前的就診流程對(duì)于醫(yī)生和患者都不適用。

3.3 電子記錄檢驗(yàn)單的優(yōu)勢(shì)

很多患者都精心留存手中的紙質(zhì)化驗(yàn)單，其實(shí)也只能暫時(shí)存住數(shù)據(jù)，不能存儲(chǔ)實(shí)時(shí)的診斷結(jié)果和指標(biāo)在某階段內(nèi)的變化趨勢(shì)，意義并不大。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)銀行、支付寶等方便快捷的電子商務(wù)技術(shù)改變了我們的生活習(xí)慣。設(shè)想一下，如果把類似的體驗(yàn)應(yīng)用在醫(yī)療檢驗(yàn)信息上，每名患者在醫(yī)院完成檢驗(yàn)標(biāo)本采集后就可回家，然后通過(guò)手機(jī)短信第一時(shí)間獲取是否復(fù)診的通知，也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)詳細(xì)了解檢驗(yàn)結(jié)果的分析情況，并可以儲(chǔ)存長(zhǎng)期的電子數(shù)據(jù)，包括分析結(jié)果、醫(yī)生診斷、健康提示、變化趨勢(shì)等。通俗地講，也就為每個(gè)人建立1個(gè)身體指標(biāo)的電子銀行賬戶。

3.4 大規(guī)模數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析需求

目前，醫(yī)院針對(duì)大規(guī)模體檢（軍隊(duì)體檢）一般是采取上門服務(wù)采血的方式，檢驗(yàn)結(jié)果的反饋完全依靠人工審查和電話通知，即使有體檢系統(tǒng)的幫助也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果聯(lián)絡(luò)不及時(shí)還會(huì)耽誤病情甚至產(chǎn)生醫(yī)療糾紛，同時(shí)，對(duì)大批量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析是件非常困難的事，比如某軍事訓(xùn)練部門想對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)部隊(duì)數(shù)千名戰(zhàn)士的健康狀況進(jìn)行評(píng)估，就目前來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)工程，其實(shí)這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作處理過(guò)程完全可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)進(jìn)行。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)采集方式

LIS的程序開(kāi)發(fā)方式都是直接提取LIS數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，如果客戶端進(jìn)程過(guò)多，數(shù)據(jù)庫(kù)就會(huì)產(chǎn)生死鎖、延時(shí)、數(shù)據(jù)不同步等情況，而且數(shù)據(jù)的安全性和可靠性差。LIS數(shù)據(jù)庫(kù)其實(shí)只負(fù)責(zé)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理，病人的主要信息還是存儲(chǔ)在醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）數(shù)據(jù)庫(kù)中。綜合以上幾方面的因素，本系統(tǒng)采用了獨(dú)立設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并為數(shù)據(jù)采集的同步提供了專用程序接口，這也是整個(gè)系統(tǒng)后臺(tái)設(shè)計(jì)的核心部分，既用到了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)又用到了Web的并發(fā)訪問(wèn)控制技術(shù)。數(shù)據(jù)采集過(guò)程示意圖，見(jiàn)圖2。

圖2 數(shù)據(jù)采集過(guò)程示意圖

4.2 數(shù)據(jù)完整性

要對(duì)LIS數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，首先要考慮到數(shù)據(jù)的完整性，不然就會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果出差錯(cuò)。因每家醫(yī)院的LIS數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)樵噭?、儀器、溫度等各種因素產(chǎn)生差異，所以需要以醫(yī)院為獨(dú)立單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后在所有結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢、分析等操作。這就要求系統(tǒng)分析字典既要嚴(yán)謹(jǐn)又要靈活，這也是系統(tǒng)前臺(tái)設(shè)計(jì)的核心部分。醫(yī)院可根據(jù)字典分析自行設(shè)置判斷條件（在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)），以單項(xiàng)指標(biāo)為基本元素進(jìn)行排列組合。

4.3 系統(tǒng)安全性

考慮信息保密和隱私權(quán)等問(wèn)題，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程應(yīng)具備可靠的安全防護(hù)措施。系統(tǒng)在整體設(shè)計(jì)上既要考慮到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速同步，又要確保數(shù)據(jù)信息的安全，因此數(shù)據(jù)傳輸采用了類似“工業(yè)級(jí)鍋爐自動(dòng)上水”的模式，其基本原理為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析在不同的時(shí)間段獨(dú)立進(jìn)行，靠雙網(wǎng)閘控制實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的物理隔離。為了不影響客戶端的正常使用，數(shù)據(jù)采集過(guò)程時(shí)間極短，通過(guò)這種軟硬件結(jié)合的防護(hù)措施可確保數(shù)據(jù)流的安全。具體連接示意圖，見(jiàn)圖3。

圖3 系統(tǒng)連接示意圖

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)側(cè)重于用戶體驗(yàn)，從人性化方面入手，前臺(tái)開(kāi)發(fā)使用了B/S構(gòu)架，并采用目前國(guó)際上最為流行的ROR（Ruby On Rails） 開(kāi)發(fā)模式，使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短、集成性高。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們已經(jīng)習(xí)慣利用移動(dòng)設(shè)備來(lái)獲取信息，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目的是要達(dá)到使用電腦、手機(jī)、Pad即可瀏覽檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的效果。

系統(tǒng)后臺(tái)采用JAVA語(yǔ)言進(jìn)行編譯，主要功能就是對(duì)LIS數(shù)據(jù)和HIS數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集和轉(zhuǎn)換。由于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)量大，分類也比較雜，單項(xiàng)指標(biāo)的單位標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，這就要求對(duì)LIS數(shù)據(jù)的傳輸要做到精、快、準(zhǔn)，由于后臺(tái)運(yùn)算程序的編譯采用了腳本并發(fā)技術(shù)，傳輸速度可達(dá)到10萬(wàn)條/s，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采用了開(kāi)源的MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，可以穩(wěn)定支持千萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)的運(yùn)算。

6 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)以“病人”為核心建立了醫(yī)療服務(wù)體系，利用安全網(wǎng)閘做為門禁，在LIS數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間建立了一條安全通道,以手機(jī)作為信息傳遞媒介，為用戶在醫(yī)院建立了一個(gè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)電子銀行。在系統(tǒng)中，醫(yī)院端可靈活設(shè)置判斷字典和警告提示，用戶端可以通過(guò)微信及時(shí)獲得登錄密碼和檢驗(yàn)結(jié)果，并以Web的方式通過(guò)手機(jī)、Pad等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行瀏覽。系統(tǒng)在本院的試運(yùn)行結(jié)果顯示，門診化驗(yàn)的病人至少減少了45%在院等待時(shí)間，病人復(fù)診排隊(duì)時(shí)間也縮短了近1/3。

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Design of LIS Data Analysis System Based on B/S Architecture

REN Hui-peng, ZHOU Hong-yu, LI Qiang
Department of Information, The 98thHospital of PLA, Huzhou Zhejiang 313000, China

In this paper, a LIS data analysis system is implemented with data mining technology and control technology of Web concurrent access based on the deep mining and analysis of LIS data in the hospital. Thus an electronic banking of testing data is established for physical examination personnel in the hospital.

LIS; HIS; B/S architecture; Internet; data analysis system

TP274

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.018

1674-1633(2014)03-0056-03

2013-09-10

總后勤部后勤科研項(xiàng)目（CNJ12R007）。

作者郵箱：dapengniao2013@163.com