俞寶洋,童基均,朱國忠,潘哲毅,劉 宇

1(浙江理工大學(xué) 信息學(xué)院,杭州 310018)

2(湖州佑陽醫(yī)療科技有限公司,湖州 313000)

3(武警海警總隊醫(yī)院 信息科,嘉興 314033)

4(銅陵市人民醫(yī)院 信息中心,銅陵 244099)

1 引言

近幾年隨著我國醫(yī)療行業(yè)信息化建設(shè)的不斷推進,醫(yī)院醫(yī)療數(shù)據(jù)的管理規(guī)模也逐步擴大且在業(yè)務(wù)功能上逐步細分,針對某一特定疾病的信息管理是當今醫(yī)療大數(shù)據(jù)發(fā)展的一個方向.在眾多手術(shù)項目中,數(shù)字減影血管造影(Digital Subtraction Angiography,DSA)導(dǎo)管室的手術(shù)與外科手術(shù)有很大不同,它是一種在高精度醫(yī)學(xué)儀器影像指導(dǎo)下的微創(chuàng)手術(shù).DSA是一種將血管造影得到的影像經(jīng)過數(shù)字化處理,刪除不需要的組織影像,僅保留血管影像的成像技術(shù),具有分辨率好、圖像清晰的優(yōu)點,方便血管病變的觀察、血管的定位和狹窄程度測量[1].心血管疾病的診斷和治療充分利用了DSA 技術(shù),由于介入手術(shù)的創(chuàng)口小,并且安全性高、恢復(fù)期短,因而成為與藥物治療和外科手術(shù)一樣重要的治療手段.

目前在大多數(shù)醫(yī)院的信息化管理建設(shè)中,各科室的信息管理系統(tǒng)采取了不同類型的信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫實現(xiàn),例如門診管理系統(tǒng),住院管理系統(tǒng),行政管理系統(tǒng)等[2,3].針對外科手術(shù)的信息系統(tǒng)已經(jīng)有十分成熟的產(chǎn)品,且相關(guān)研發(fā)機構(gòu)很多,但是針對內(nèi)科手術(shù)如導(dǎo)管室的介入手術(shù),市面上很少有成熟的產(chǎn)品;市面上的智能手術(shù)室系統(tǒng)主要側(cè)重于手術(shù)室中相關(guān)設(shè)備的智能化管理.目前很多醫(yī)院都研發(fā)了結(jié)合本院應(yīng)用需求的導(dǎo)管室系統(tǒng).作為內(nèi)科手術(shù)部門的導(dǎo)管室,大多數(shù)導(dǎo)管室當前的信息管理僅僅包括手術(shù)預(yù)約、登記功能和手術(shù)計費功能,尚不能滿足數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、復(fù)雜查詢、圖文報告報告生成等臨床需求.導(dǎo)管室中亟需一套更全面便捷的信息管理系統(tǒng),更好地進行導(dǎo)管室介入治療手術(shù)中各方面的信息管理.

該系統(tǒng)將重心放在病人信息和手術(shù)內(nèi)容的管理上,通過與醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System,HIS)和影像歸檔和通信系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication Systems,PACS)對接,將醫(yī)院導(dǎo)管室從原本的信息孤島搖身一變成為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的信息中心,讓導(dǎo)管室實現(xiàn)科學(xué)、先進的信息化管理模式.

2 系統(tǒng)研究依據(jù)

2.1 系統(tǒng)優(yōu)勢

該系統(tǒng)是在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的一次多學(xué)科交叉融合的嘗試,將醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科的優(yōu)勢特長結(jié)合起來,形成一個有機的整體.該系統(tǒng)將DSA導(dǎo)管室內(nèi)日常的工作流程系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,從而減輕醫(yī)生和護士的工作量,提高醫(yī)生護士的工作效率;通過與當下醫(yī)院現(xiàn)有HIS 系統(tǒng)的聯(lián)動和集成,可以實現(xiàn)病人數(shù)據(jù)、護理數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)、藥品數(shù)據(jù)等的結(jié)構(gòu)化管理以及快速檢索,方便了醫(yī)護人員的工作;同時導(dǎo)管室內(nèi)的手術(shù)數(shù)據(jù)也是臨床醫(yī)療、教育教學(xué)以及科研領(lǐng)域3 方面的寶貴資料.

(1)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)化

結(jié)合醫(yī)院DSA 導(dǎo)管室的實際需求,通過導(dǎo)管室內(nèi)術(shù)前登記、術(shù)中管理、術(shù)后管理等手術(shù)流程的結(jié)構(gòu)化、規(guī)范化、科學(xué)化,實現(xiàn)手術(shù)過程的結(jié)構(gòu)化記錄和患者相關(guān)信息的查詢統(tǒng)計,為今后的臨床、教學(xué)和科研留下寶貴的資料.

(2)信息共享

將DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)連接到醫(yī)院現(xiàn)有的HIS 系統(tǒng)中,實現(xiàn)系統(tǒng)集成[4].在系統(tǒng)中構(gòu)建緊密聯(lián)系病人基本信息、手術(shù)信息的數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)多用戶的手術(shù)登記、介入治療信息、用藥記錄、護理評估、耗材記錄、冠脈造影、幀圖像采集和報告打印功能,根據(jù)用戶的角色賦予不同權(quán)限[5],實現(xiàn)與HIS 的信息共享,并保證了手術(shù)數(shù)據(jù)的完整性、準確性和規(guī)范性.

(3)復(fù)雜查詢

根據(jù)需要查詢的關(guān)鍵字,選擇不同的檢索字段并輸入字段值,再選擇字段與字段值之間的等于、包含或不包含邏輯關(guān)系,組合成條件語句.再用與、非邏輯關(guān)系將若干條件語句組合成一條新的復(fù)合語句.最后將多條復(fù)合語句用與、或邏輯關(guān)系組合成復(fù)雜的條件語句查找病人記錄.

2.2 可行性分析

可行性分析是以市場調(diào)查為基礎(chǔ),全面、系統(tǒng)的分析為主要方法,經(jīng)濟效益為核心,考察影響項目的種種因素,全方位、系統(tǒng)化地分析論證項目的可行性.通過對DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)的可行性分析,得到以下總結(jié):

(1)經(jīng)濟可行性.隨著介入手術(shù)數(shù)量的激增,各個醫(yī)院導(dǎo)管室的規(guī)模也在逐步擴大,亟需一套成熟、配套的導(dǎo)管室信息系統(tǒng)管理導(dǎo)管室內(nèi)的手術(shù)相關(guān)內(nèi)容,科學(xué)的信息管理能夠在未來的臨床、教學(xué)和科研中留下寶貴的手術(shù)數(shù)據(jù)資料.很多醫(yī)院導(dǎo)管室都需要這樣的信息管理系統(tǒng),盡管每家醫(yī)院的軟件平臺不同,但都留有標準化的接口[6].經(jīng)過一系列的調(diào)研得知本系統(tǒng)的市場前景、軟件經(jīng)濟收益可觀.

(2)技術(shù)可行性.導(dǎo)管室的信息管理系統(tǒng)有過成功案例,且C#和SQL Server 都是穩(wěn)定、方便的開發(fā)工具,DICOM 圖像也是經(jīng)過多年發(fā)展的標準格式,項目的開發(fā)方法可靠,技術(shù)角度沒有問題[7].

(3)操作可行性.由于目前很多醫(yī)院的導(dǎo)管室信息化發(fā)展較落后,而導(dǎo)管室的信息管理系統(tǒng)有很大的需求.由于導(dǎo)管室的介入手術(shù)數(shù)量越來越多而醫(yī)生、護士人手欠缺,導(dǎo)管室手術(shù)管理有自身的全面性和特殊性,要想管理好導(dǎo)管室內(nèi)的手術(shù)、患者以及耗材藥品,記錄手術(shù)完整流程,滿足導(dǎo)管室的各種需求,需要一套適用于醫(yī)院導(dǎo)管室的信息管理系統(tǒng).研發(fā)一套這樣的軟件需要獲得醫(yī)院信息科以及相關(guān)醫(yī)護人員的幫助和支持.

經(jīng)過對本研究的經(jīng)濟、技術(shù)、操作可行性的分析,得知此研究是完全可行的.在技術(shù)條件以及開發(fā)水平上都能滿足本研究的項目需求,并且本研究有很好的市場前景和發(fā)展?jié)摿?

3 系統(tǒng)框架概述

3.1.Net Framework 4.5

.Net Framework 4.5 發(fā)行于2012年8月,支持了新一代的應(yīng)用程序和Web 服務(wù)開發(fā)[8].提供托管執(zhí)行環(huán)境、簡化開發(fā)和部署以及與其他編程語言的集成.到目前為止,正式版本的.Net 框架關(guān)系如圖1所示.

圖1.Net Framework 正式發(fā)布版本

.Net 框架基于面向?qū)ο缶幊?Object Oriented Programming,OOP),將軟件細分成方便管理和組合的小塊,將數(shù)據(jù)看作一個個對象(數(shù)據(jù)字段),通過對類對象的聲明定義對象的屬性和行為..Net 作為一種跨語言、跨平臺、安全的框架,對互聯(lián)網(wǎng)標準和協(xié)議支持良好,開發(fā)者可以在框架中找到自己需要的大部分功能開發(fā)軟件[9,10].

公共語言運行庫(Common Language Runtime,CLR)是一種運行環(huán)境,支持多種編程語言.CLR 的核心功能包括內(nèi)存管理、程序集加載、安全性、異常處理和線程同步.它分離了應(yīng)用程序和底層操作系統(tǒng),也是.Net Framework 的主要執(zhí)行系統(tǒng).正是由CLR與類庫的聯(lián)合,保證了各種設(shè)計語言在Windows 下的兼容性.而所有.Net 的編譯器都能夠處理來自不同開發(fā)語言、數(shù)據(jù)類型和格式的數(shù)據(jù),通過使用編譯器、調(diào)試器和協(xié)議器等從元數(shù)據(jù)中提取微軟中間語言(Microsoft Intermediate Language,MSIL).Net Framework 類庫為所有.Net 編程語言都提供了大體沒有差異的功能組件,開發(fā)人員可以使用最適合自己的語言從事開發(fā),提高了開發(fā)的效率和項目的質(zhì)量.

3.2 C/S 結(jié)構(gòu)

C/S 結(jié)構(gòu)即客戶機-服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Client/Server),C/S 結(jié)構(gòu)通常采用兩層結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)管理層的服務(wù)器端負責數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理,而用戶界面層的客戶機端負責用戶的交互操作[11].客戶機端需要有若干程序運行在用戶的電腦上,而服務(wù)器端通常使用數(shù)據(jù)庫服務(wù)作為數(shù)據(jù)倉庫,客戶機端通過數(shù)據(jù)庫連接到服務(wù)器端的數(shù)據(jù).在C/S 結(jié)構(gòu)中,因為大部分頁面展示、事務(wù)處理和業(yè)務(wù)邏輯處理都在客戶端操作,因此客戶機端的數(shù)據(jù)處理壓力較大,一般用存儲過程與數(shù)據(jù)庫進行交互,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化.C/S 結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2 C/S 結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 XML

針對目前醫(yī)院應(yīng)用的各個子系統(tǒng)來自眾多不同的廠商、不同的平臺以及使用不同的技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)狀,該系統(tǒng)使用符合可擴展標記語言標準(eXtensible Markup Language,XML)等通用標準進行開發(fā),從而解決系統(tǒng)間交互的兼容問題,進行高效的信息交互.例如XML是一種很簡單的數(shù)據(jù)存儲語言,可以很容易地在任意程序中進行數(shù)據(jù)交換[12].DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)需要研究并設(shè)計相關(guān)接口實現(xiàn)與醫(yī)院HIS 系統(tǒng)的信息交互,實時獲取患者基本信息、耗材信息、藥品信息和DSA影像等各類信息,要確保該系統(tǒng)中的各字典數(shù)據(jù)與HIS系統(tǒng)中的一致,使交互的數(shù)據(jù)準確無誤.與醫(yī)院HIS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接提高了數(shù)據(jù)實時性、準確性和工作效率,從而也提升了醫(yī)院的醫(yī)療管理水平.

3.4 FastReport

FastReport是一種報表生成工具,具有高效、便捷的優(yōu)點.該軟件能使用.Net 中的表單工具,根據(jù)需求讀取數(shù)據(jù)庫并快速地開發(fā)出符合需求的表單.FastReport支持Microsoft 的RDL (報表定義語言)標準,并可以輸出如PDF 等多種格式的報表.

FastReport.Net 適用于Windows Forms、MVC 等框架的報表方案,可以自動化地創(chuàng)建報表,也可以獨立地設(shè)計報表,降低了開發(fā)人員的開發(fā)成本,提高了開發(fā)效率.FastReport.Net 可擴展體性很好,允許用戶創(chuàng)建自己的標簽、連接任意數(shù)據(jù)庫、設(shè)置過濾器、導(dǎo)出成常見文檔格式并打印.FastReport Designer是FastReport的報表設(shè)計器,它不依賴開發(fā)環(huán)境,方便用戶設(shè)計報告模板并預(yù)覽報表.報表模板文件保存在.FRX 格式的文件中,可以將項目中的參數(shù)發(fā)送到報告文件中,亦可添加數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源,對報表傳參數(shù)的代碼如下:

report.SetParameterValue("參數(shù)名",值);

4 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)模塊設(shè)計

功能模塊化即是將系統(tǒng)分成若干個模塊,每個模塊有各自獨立的功能,軟件結(jié)構(gòu)圖表示系統(tǒng)與各模塊的組成關(guān)系.DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)分為報告工作站和管理工作站兩個客戶端.報告工作站為護士、醫(yī)生共同操作模塊,而護士有當中4 個模塊的權(quán)限,包括護士介入治療、用藥記錄、護理評估、耗材記錄;醫(yī)生有操作冠脈造影、幀圖像處理和報告模板的權(quán)限,報告模板可以打印手術(shù)的病例信息;手術(shù)日志和操作記錄模塊為公共模塊,所有人都可以查看.管理工作站包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)維護和查詢統(tǒng)計,系統(tǒng)管理中含用戶管理和系統(tǒng)配置,數(shù)據(jù)維護包括耗材本地庫維護和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護,查詢統(tǒng)計有復(fù)雜查詢的功能.系統(tǒng)功能模塊圖如圖3所示.

圖3 系統(tǒng)功能框圖

4.2 系統(tǒng)模塊介紹

(1)手術(shù)術(shù)前登記模塊

導(dǎo)管室醫(yī)生通過手術(shù)登記界面從HIS 系統(tǒng)中獲取病人信息,選擇對應(yīng)的病人信息存儲到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中,并安排手術(shù)排班信息,包括手術(shù)類別、手術(shù)室、手術(shù)臺次、檢查類型[13].導(dǎo)管室屬于介入科室,隨著心血管介入治療的迅速發(fā)展,導(dǎo)管室有不止一間手術(shù)室,而介入手術(shù)所使用的耗材種類和數(shù)量都在不斷增加,如果使用傳統(tǒng)的方式管理,無疑浪費了很多人力物力,不能保證效率還可能由于疏忽造成安全隱患.為此該系統(tǒng)通過HIS 系統(tǒng)直接獲取患者本次手術(shù)所使用的耗材信息,免去導(dǎo)管室護士人工記錄耗材的操作.

術(shù)前手術(shù)登記界面如圖4所示.

圖4 手術(shù)登記界面

(2)手術(shù)術(shù)中管理模塊

導(dǎo)管室醫(yī)DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)可以查看病人的基本信息,歷史手術(shù)報告、手術(shù)記錄日志和系統(tǒng)的操作日志.護士使用系統(tǒng)時有權(quán)限編輯介入治療、用藥記錄、護理評估、耗材使用模塊中的手術(shù)信息.醫(yī)生權(quán)限包含冠脈造影內(nèi)容記錄和患者影像處理操作,實現(xiàn)介入手術(shù)的結(jié)構(gòu)化記錄.管理員只有查看系統(tǒng)中所有手術(shù)相關(guān)信息的權(quán)限,沒有操作系統(tǒng)功能模塊的權(quán)限.

術(shù)中報告工作站首頁如圖5所示.

圖5 報告工作站首頁

(3)手術(shù)術(shù)后管理模塊

該系統(tǒng)支持模板化、自動化的生成手術(shù)報告,醫(yī)生手術(shù)后不需要再總結(jié)病例記錄.導(dǎo)管室醫(yī)生可以在系統(tǒng)中隨時查看患者的歷史檢查報告資料,既方便醫(yī)生了解病人既往病史,進而評估手術(shù)的風(fēng)險和確定手術(shù)的方案,也可以讓醫(yī)生根據(jù)歷史手術(shù)記錄判斷本次手術(shù)需要注意的問題.醫(yī)生可以通過該系統(tǒng)與病人家屬溝通,讓病人家屬直觀地了解病人病變部位、耗材植入情況等手術(shù)相關(guān)信息[14].

報告模板模塊如圖6所示,冠脈造影報告界面如圖7所示.

圖6 報告模板模塊

圖7 冠脈造影報告

(4)復(fù)雜查詢模塊

該模塊提供了一種基于手術(shù)記錄關(guān)鍵字的查詢功能[15].該功能以手術(shù)中5 個主要模塊中的字段為關(guān)鍵字,通過組合運算關(guān)系、邏輯條件、字段值成為查詢條件語句;經(jīng)過對若干個條件語句進行邏輯條件的組合,生成最終的條件組合列表并查詢需要的手術(shù)信息.用戶先點擊檢索字段分組并選擇模塊,再根據(jù)彈出的窗體選擇檢索字段、運算關(guān)系、字段值以及與已有條件語句的邏輯關(guān)系填入查詢條件,條件邏輯中“and”是與關(guān)系,“or”是或關(guān)系,“and not”是否定關(guān)系.最后選擇手術(shù)日期的查找范圍,即可以查詢出符合條件的手術(shù)記錄,雙擊可以打開報告工作站顯示當前病人信息.復(fù)雜查詢界面見圖8.

圖8 復(fù)雜查詢界面

4.3 特色功能介紹

(1)系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置模塊由數(shù)據(jù)庫配置和客戶端配置組成;其中數(shù)據(jù)庫配置中默認包括數(shù)據(jù)庫地址、數(shù)據(jù)庫名稱、用戶名、密碼等,客戶端配置中默認需要配置客戶端編號和客戶端名稱.在任意位置右擊會有“添加設(shè)置”、“修改設(shè)置”、“刪除設(shè)置”、“保存設(shè)置”快捷鍵.用戶可添加設(shè)置名稱和標簽,在值的位置添加數(shù)值,方便未來系統(tǒng)的配置擴展;雙擊一條記錄的后半部分即可修改其值.

配置文件以XML 數(shù)據(jù)形式保存在程序根目錄App.config 文件中,其中數(shù)據(jù)值通過AES 加密算法處理后保存.配置文件及配置界面見圖9、圖10.

圖9 App.config 文件

圖10 系統(tǒng)配置界面

(2)手術(shù)報告

報告模板用來導(dǎo)出病人本次手術(shù)的報告,包括護士的護理介入報告和醫(yī)生冠脈造影報告兩種.首先由護士選擇新增“護理模板”或由醫(yī)生選擇新增“冠脈造影模板”;然后對病人手術(shù)進行檢查鎖定,病人手術(shù)狀態(tài)變?yōu)橐淹瓿?不可修改,如果當前有其他用戶在編輯本次手術(shù)的信息,則不能鎖定;最后對報告點擊“模板簽名”,根據(jù)病人信息和本次手術(shù)數(shù)據(jù)自動生成對應(yīng)的冠脈造影或介入治療PDF 格式的報告文件.

報告模板基于FastReport 開發(fā),將手術(shù)的數(shù)據(jù)進行過濾和排版生成PDF 手術(shù)報告并打印,本模塊還提供了報告的預(yù)覽功能.醫(yī)生擁有生成和刪除冠脈介入手術(shù)報告的權(quán)限,而護士僅擁有操作護理介入報告的權(quán)限.若報告已被檢查鎖定,需新增同類型的報告,單擊“重新編輯”按鈕.歷史報告列表會顯示當前病人的曾經(jīng)做過的介入治療的手術(shù)報告.

5 系統(tǒng)應(yīng)用效果

該系統(tǒng)目前已在相關(guān)醫(yī)院上線使用,在導(dǎo)管室的日常工作使用中能從實際上解決醫(yī)護人員以往的問題,降低數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入率,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最多采集一次,提高醫(yī)護工作效率,節(jié)約醫(yī)院人力成本.相信在軟件的不斷改進和醫(yī)院的配合下,該系統(tǒng)一定可以發(fā)揮優(yōu)勢,助力DSA 導(dǎo)管室的信息化發(fā)展,使介入手術(shù)數(shù)據(jù)的記錄和維護將會越來越便捷和智能,并在醫(yī)院的醫(yī)療及教育科研方面提供完善的臨床資料和技術(shù)支持.

6 結(jié)語

信息化是醫(yī)院發(fā)展的大勢所趨,DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)利用了醫(yī)院現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件,連接HIS 系統(tǒng)獲取病人信息、手術(shù)申請單、手術(shù)耗材等相關(guān)數(shù)據(jù),保證了數(shù)據(jù)的完整性和準確性.隨著DSA 導(dǎo)管室信息管理系統(tǒng)的實施和使用,醫(yī)護人員會提出更多新需求和細節(jié)的優(yōu)化,因此該系統(tǒng)還有很多需要改進的地方.例如增加更加詳細的操作日志管理,完善系統(tǒng)的復(fù)雜查詢功能,提高查詢效率和查詢精度;在經(jīng)過階段性的使用后積累臨床數(shù)據(jù)為以后的醫(yī)療數(shù)據(jù)挖掘等應(yīng)用場景提供數(shù)據(jù)源,對疾病預(yù)測和診斷提供參考;增加血管影像的播放、測量、分割功能;最后要充分利用移動平臺的特性,進一步開發(fā)出適合導(dǎo)管室及病房使用的系統(tǒng)版本,提高手術(shù)中的信息錄入效率,方便醫(yī)生在手術(shù)室以外的其他地方也能夠快速預(yù)覽到病人的手術(shù)信息,及時與病人家屬溝通.該系統(tǒng)已投入相關(guān)醫(yī)院進行使用,在實際的使用過程中,系統(tǒng)開發(fā)者會不斷針對出現(xiàn)的問題進行系統(tǒng)軟件的迭代和功能升級,使得導(dǎo)管室內(nèi)的信息化管理流程更加完備智能,極大提高信息錄入和信息處理效率,且有助于開展后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘等業(yè)務(wù),推動醫(yī)院信息化管理的發(fā)展.