杜欣為 陸兆輝

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 上海 200127）

兒童心胸外?？茢?shù)據(jù)庫建設(shè)的單中心經(jīng)驗(yàn)與展望

杜欣為 陸兆輝

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 上海 200127）

隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)專業(yè)科室信息化程度的提高，有必要建立?？茢?shù)據(jù)庫以應(yīng)對專科大數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長。本文以在一個三級兒童?？漆t(yī)院建設(shè)心胸外科?？茢?shù)據(jù)庫為例，依次介紹專科數(shù)據(jù)庫頂層架構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)錄入流程的管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制、用戶體驗(yàn)的改善，以及數(shù)據(jù)應(yīng)用的探索等多方面的經(jīng)驗(yàn)。

醫(yī)療?？茢?shù)據(jù)庫； 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

0 引言

醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，電子病歷已經(jīng)成為日常醫(yī)療不可或缺的一部分，也成為了信息來源的一個“寶藏”，可以為臨床、科研、管理提供大數(shù)據(jù)支持。然而，醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)不同專業(yè)科室之間的醫(yī)療數(shù)據(jù)往往有很大的不同，實(shí)踐中很難做到采用一套電子病歷系統(tǒng)覆蓋所有?？菩畔⒌牟杉ぷ?。于是，專科數(shù)據(jù)庫的建設(shè)便應(yīng)運(yùn)而生了。上海兒童醫(yī)學(xué)中心心胸外科自2006年起開始建立“兒童心胸外專科數(shù)據(jù)庫”，迄今已有10年時(shí)間，積累了較多的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)將此整理成文以供交流參考。

1 建設(shè)目標(biāo)

上海兒童醫(yī)學(xué)中心心胸外科近10年來每年開展手術(shù)均超過3000例，近幾年甚至超過3700例/年。正是因?yàn)槊磕戤a(chǎn)生大量的病人數(shù)據(jù)使得中心必須探索一條數(shù)據(jù)規(guī)范化管理的新途徑。但?？茢?shù)據(jù)庫的建設(shè)主要目的不是要完整的采集患者在臨床過程和行為中所產(chǎn)生的所有信息，而是要彌補(bǔ)醫(yī)院其他系統(tǒng)中無法采集到的?？葡嚓P(guān)的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)的采集上不追求“全”，而追求“?！?。當(dāng)然最終目的是要為臨床、科研和管理等服務(wù)的，如果這些采集到的數(shù)據(jù)最終不能為臨床、科研和管理人員所用，那么就會走入歧途。因此既要讓一線操作人員（醫(yī)生/護(hù)士）能夠輕松的錄入數(shù)據(jù)，又能夠即時(shí)的向他們展示數(shù)據(jù)，這是專科數(shù)據(jù)庫建設(shè)的一個高層次目標(biāo)[1]。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 與“大病歷”的關(guān)系

既然提到了?？齐娮硬v，那么就不能回避醫(yī)院電子病歷（通常被稱為“大病歷”）的問題。在我院?？苹娮硬v的建設(shè)過程中，曾經(jīng)就是否為每個專科設(shè)計(jì)一個病歷模板，還是在統(tǒng)一大病歷的基礎(chǔ)上開發(fā)專科CRF（case report form）的問題上展開過熱烈的討論。最終達(dá)成一致，采納了后者。因?yàn)楹茱@然，對于醫(yī)療質(zhì)控來說，醫(yī)務(wù)部、質(zhì)控辦等更加關(guān)注政策法規(guī)所規(guī)定的帶有普遍性的內(nèi)容是否在病歷中得到了體現(xiàn)，采用統(tǒng)一的院內(nèi)模板，既便于監(jiān)控，也便于進(jìn)行統(tǒng)一地調(diào)整；而對于臨床?？漆t(yī)生來說，跟學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)的數(shù)據(jù)需要在一塊單獨(dú)的“領(lǐng)地”進(jìn)行記錄。與此同時(shí)，他們沒有必要再去輸入任何曾經(jīng)在大病歷中出現(xiàn)過的數(shù)據(jù)。這就形成了我院?？茢?shù)據(jù)庫的基本架構(gòu)特色：即?？齐娮硬v浮動于大病歷之上，既獨(dú)立存在，又和大病歷成為有機(jī)的一個整體。

2.2 與醫(yī)院其他?？葡到y(tǒng)的關(guān)系

如上文所述，心胸外?？茢?shù)據(jù)庫收集的僅僅是單個專科的精細(xì)數(shù)據(jù)。在臨床應(yīng)用中，還有很大一部分臨床數(shù)據(jù)分散在醫(yī)院電子病歷、電子醫(yī)囑、HIS，手麻，檢查，心電，超聲，隨訪，護(hù)理等多個系統(tǒng)中[2]。這些數(shù)據(jù)是通過“全院數(shù)據(jù)中心”進(jìn)行交換的。這是一個醫(yī)院的數(shù)據(jù)倉庫，負(fù)責(zé)全院所有數(shù)據(jù)的提取、結(jié)構(gòu)化和整理。經(jīng)提取處理后的數(shù)據(jù)根據(jù)不同專科的需要進(jìn)行重新整合，即形成了?？频臄?shù)據(jù)倉庫，可以被不同的科研應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)閱（圖1）。

圖1 上海兒童醫(yī)學(xué)中心數(shù)據(jù)中心架構(gòu)示意圖

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與用戶體驗(yàn)

在心胸外科醫(yī)療日常工作中，臨床一線工作人員（包括外科醫(yī)生、麻醉師、體外循環(huán)灌注師、CICU監(jiān)護(hù)醫(yī)生和護(hù)士等）均面臨日益繁重的工作負(fù)擔(dān)。心胸外專科數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)時(shí)的初衷就是在減少一線工作人員負(fù)擔(dān)的同時(shí)搜集盡可能完整的臨床工作數(shù)據(jù)。而在實(shí)踐操作的過程中，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量與用戶體驗(yàn)往往是存在對立關(guān)系的，即收集越多的數(shù)據(jù)需耗費(fèi)的人力和時(shí)間就越多，用戶體驗(yàn)就越差，這又會反作用于數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)質(zhì)量的下降對整個系統(tǒng)的打擊是災(zāi)難性的，特別是如果存在關(guān)鍵數(shù)據(jù)的缺失，整條數(shù)據(jù)就會無效，這是任何管理者和用戶都不能接受的。通過多年的實(shí)踐，我們逐步摸索出一套數(shù)據(jù)錄入流程管理的途徑，用于有效地調(diào)和數(shù)據(jù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)這對矛盾。

3.1 用數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)理順流程

臨床醫(yī)療工作非常講究流程。每一項(xiàng)臨床工作都有其實(shí)施的節(jié)點(diǎn)和前提條件。例如：心胸外科數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是外科手術(shù)，而要進(jìn)行一次手術(shù)，事先必須在手術(shù)麻醉系統(tǒng)中向手術(shù)室提出手術(shù)申請，系統(tǒng)中就會產(chǎn)生一個“申請單號”。在這個應(yīng)用場景中，“手術(shù)”這個節(jié)點(diǎn)以“存在手術(shù)申請”這個前提條件為基礎(chǔ)，否則就無法進(jìn)行。

了解了上述機(jī)制，我們就可以利用關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)來管理整個數(shù)據(jù)錄入流程的完整性。在心胸外?？茢?shù)據(jù)的收集過程中，我們需要依次收集病人的麻醉、體外循環(huán)、外科手術(shù)以及術(shù)后監(jiān)護(hù)的數(shù)據(jù)。我們設(shè)計(jì)將這些數(shù)據(jù)依照上述醫(yī)療流程分列在不同的數(shù)據(jù)表單中。每張表單由負(fù)責(zé)該流程的不同人員來負(fù)責(zé)填寫，但在填寫后一張表單時(shí)系統(tǒng)會自動驗(yàn)證前一張表單中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)是否存在，如不存在則當(dāng)前表單無法填寫。這樣，位于醫(yī)療流程后端的人員自然會督促前端的人員完成對應(yīng)數(shù)據(jù)的錄入工作。而在上述整個醫(yī)療流程的末端，我們設(shè)計(jì)了由專科數(shù)據(jù)庫程序自動生成并打印“手術(shù)記錄”和“CICU交接班記錄”這樣的紙質(zhì)醫(yī)療文書。而上述醫(yī)療文書為醫(yī)務(wù)科對病史質(zhì)量檢查的構(gòu)成要件。這樣就形成了整個專科數(shù)據(jù)收集流程的自然閉環(huán)，保證了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性。實(shí)踐證明，采用了這種節(jié)點(diǎn)間環(huán)環(huán)相扣，且自然閉環(huán)的流程后，可確保每一例病人的數(shù)據(jù)都是完整不遺漏的。

3.2 專業(yè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和再整合

在專科系統(tǒng)建設(shè)過程中，我們參考了美國STS[3]，IQIC數(shù)據(jù)庫以及ECHSA（原EACTS）數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合自身實(shí)際情況把先天性心臟病所有的手術(shù)操作技巧、手術(shù)操作位點(diǎn)病變的描述、術(shù)中使用的器械參數(shù)、藥物參數(shù)、植入物參數(shù)、各項(xiàng)操作的時(shí)間以及術(shù)后評價(jià)等都進(jìn)行了規(guī)范化定義，形成了一套標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集。同時(shí)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)考慮到后續(xù)對該數(shù)據(jù)集進(jìn)一步維護(hù)的需求，也增加了完整的?？频臄?shù)據(jù)元素的維護(hù)功能，方便專業(yè)的臨床醫(yī)師維護(hù)本專業(yè)涉及的顆粒度最小的數(shù)據(jù)元素。這些數(shù)據(jù)元素在數(shù)據(jù)錄入時(shí)構(gòu)成了每個“選項(xiàng)”供用戶進(jìn)行選擇，而用戶則通過勾選以達(dá)到提高錄入效率的目的。

結(jié)構(gòu)化后的元素在數(shù)據(jù)錄入時(shí)的呈現(xiàn)是根據(jù)手術(shù)方法的差異而變化的。為此我們設(shè)計(jì)了專門的CRF表單設(shè)計(jì)器，以構(gòu)建不同的CRF表單來對應(yīng)不同的手術(shù)方法。表單中只定制了與當(dāng)前手術(shù)相關(guān)的元素而隱去了其他無關(guān)的元素。這樣，我們將對一次手術(shù)的描述轉(zhuǎn)化成了對多張CRF表單元素的提取和呈現(xiàn)。完成CRF表單的填寫即完成了所有手術(shù)相關(guān)信息的錄入。這樣整個輸入過程高效、全面而且精確（見圖2）。

3.3 用“必填項(xiàng)”和“數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制”來保證數(shù)據(jù)質(zhì)量

實(shí)際操作中，單個數(shù)據(jù)元素?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量的保證是通過“必填項(xiàng)”和“數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制”來實(shí)現(xiàn)的。在CRF表單設(shè)計(jì)器中，我們可以規(guī)范各個數(shù)據(jù)元素的變量類型、取值范圍、是否必填、單選或多選以及前后關(guān)聯(lián)選項(xiàng)間的邏輯關(guān)系等等屬性（見圖3）?！氨靥铐?xiàng)”的存在，避免了在錄入中遺漏關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)；而“數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制”的存在則有效防止因誤操作錄入了不合理的數(shù)據(jù)。兩者相輔相成，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性。

3.4 術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)字典

圖2 心胸外專科數(shù)據(jù)CRF表單

圖3 CRF表單設(shè)計(jì)器

這項(xiàng)工作往往是最艱難的，不過一旦完成之后就會給后期工作帶來巨大便利。我院心臟中心是全球最大的兒童心臟中心之一。在系統(tǒng)建設(shè)之前，對于診斷列表和手術(shù)列表從未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成了大量“垃圾”數(shù)據(jù)，信息利用度較低。系統(tǒng)建設(shè)之初，為了便于和國際上有影響力的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和比較，規(guī)范診斷名稱和手術(shù)名稱這兩大數(shù)據(jù)字典成為一個重要命題，我們參考了北美STS、歐洲ECHSA等先進(jìn)地區(qū)協(xié)會的先心病命名系統(tǒng)，結(jié)合自身實(shí)際情況，多方磋商，不斷磨合，最后形成了自己的診斷和手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)字典。近三年來，已經(jīng)沒有臨床醫(yī)師對這兩個字典提出質(zhì)疑。鎖定列表帶來諸多利好，其中最重要的包括：可以在后臺建立ICD映射體系（見圖4），將國外的標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對應(yīng)，從而保證所有的輸入都是符合國家規(guī)范的，同時(shí)也可使病案首頁中的診斷和手術(shù)信息實(shí)現(xiàn)自動獲取。同時(shí)還可以通過對字典中的手術(shù)難度進(jìn)行賦值，對臨床醫(yī)師進(jìn)行精準(zhǔn)的績效評估（下文詳述）。

4 應(yīng)用實(shí)例

圖4 心胸外專科數(shù)據(jù)庫目前使用的診斷與手術(shù)列表（部分）

收集數(shù)據(jù)只是?？茢?shù)據(jù)庫建設(shè)的第一步，更重要的是數(shù)據(jù)的應(yīng)用。高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是開拓應(yīng)用的基石，但對于醫(yī)生、科研和管理人員來說更重要的是要挖掘數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值以創(chuàng)造更多的應(yīng)用場景。目前，我們大致開展了下列應(yīng)用：

4.1 績效管理

有了規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的、最小顆粒度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)利用就會顯得更加靈活而全面，比如支持臨床管理向精細(xì)化方向發(fā)展。我們基于規(guī)范化的數(shù)據(jù)建立了醫(yī)生工作質(zhì)量評分體系，以外科醫(yī)師績效評價(jià)為例，在固化手術(shù)方法列表的前提下，參照歐洲ECHSA亞里士多德評分標(biāo)準(zhǔn)[4]給每個手術(shù)方法明確了代表難度的分值，每臺手術(shù)完成后，主刀醫(yī)生可以得到本次手術(shù)分值的6/10，第一助手和第二助手分別得到3/10和1/10。這樣一來，某個時(shí)間段內(nèi)，所有外科醫(yī)師的工作量可以得到精確體現(xiàn)（圖5）。同理，其他醫(yī)生崗位的工作量也可以經(jīng)數(shù)據(jù)庫用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化。

圖5 外科醫(yī)生績效統(tǒng)計(jì)表

4.2 科研

隨著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多年來平穩(wěn)有序的運(yùn)行，中心的數(shù)據(jù)積累獲得了井噴式的增長。面對浩如煙海的數(shù)據(jù)，必須采用合適的方法進(jìn)行調(diào)閱和分析。我們目前采用Microsoft AmalgaTMUnified Intelligence System (統(tǒng)一智能系統(tǒng)，UIS)來達(dá)成上述目標(biāo)。該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個病例篩選器，用以幫助用戶迅速篩選出符合興趣點(diǎn)的病人信息。其基本流程如下：第一步，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)任意字段的值進(jìn)行多種邏輯判斷，建立相應(yīng)的病例數(shù)據(jù)集。第二步，可對已建立的不同數(shù)據(jù)集進(jìn)行集合運(yùn)算。獲得其交集、并集，以進(jìn)一步對病例進(jìn)行細(xì)分（圖6）。最后，以集合為索引從數(shù)據(jù)庫中檢索出對應(yīng)病例的所有數(shù)據(jù)。并可用多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出后進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。

4.3 手術(shù)公告牌

心胸外科的日常工作基本圍繞著手術(shù)展開，所以我們開發(fā)了手術(shù)公告牌系統(tǒng)。公告牌中的病人手術(shù)信息與手術(shù)申請系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步，這既是一個病人信息的展示窗口，也是一個病人數(shù)據(jù)的錄入入口。臨床上，每日術(shù)前的病例討論，每周的疑難、危重、死亡病例討論，每周末的一周手術(shù)回顧分析內(nèi)容等，均由手術(shù)公告牌呈現(xiàn)。同時(shí)，通過公告牌還可以為每位病人安排床位、呼吸機(jī)、主責(zé)醫(yī)師、責(zé)任護(hù)士等。使各種醫(yī)療資源都調(diào)配有序，并做到實(shí)時(shí)更新（圖7）。

圖6 UIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集分析功能

圖7 手術(shù)公告牌

5 展望

隨訪的結(jié)果對于任何臨床科室而言都是?？拼髷?shù)據(jù)不可或缺的組成部分[5]。目前，我們正致力于開發(fā)患者端的智能手機(jī)移動系統(tǒng)。該系統(tǒng)與院內(nèi)的心胸外?？茢?shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)接口互聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)患者住院期間和出院后隨訪數(shù)據(jù)的交換。使患者在出院后也能接受專業(yè)的康復(fù)指導(dǎo)和健康評估，同時(shí)也補(bǔ)全了院后隨訪數(shù)據(jù)缺失的最后一塊短板。

6 總結(jié)

?？茢?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建設(shè)是醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)專業(yè)科室信息化發(fā)展的必經(jīng)之路。各專業(yè)需要結(jié)合自身情況，規(guī)劃好數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的頂層設(shè)計(jì)，制訂優(yōu)化合理的數(shù)據(jù)錄入流程，兼顧數(shù)據(jù)質(zhì)量與用戶體驗(yàn)之間的關(guān)系，并深度挖掘數(shù)據(jù)的應(yīng)用潛能，以真正使?？漆t(yī)療大數(shù)據(jù)能更好地為臨床、科研與社會服務(wù)。

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Construction of the Pediatric Cardiothoracic Surgery Database: Experience and Outlook of ASingle Center

DU Xin-wei,LU Zhao-hui
(Shanghai Children's Medical Center of Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai, 200127)

With the improvement of information technology in medical facilities, it is necessary to establish a specialized database in order to cope with the explosive growth of specialized medicalbig data. Taking the construction of a cardiothoracic surgery database at a tertiarychildren's hospital as an example, this paper sequentially introduce the experienceof the top-leveldesign of architecture, data entry process management, data quality control, user experience improvement, and dataapplication in daily clinical work.

Specialized medical database； Structured data； Data quality control