王 玨，王銳莉，師慶科*，羅 凱，唐 活

（1.四川大學(xué)華西醫(yī)院醫(yī)療信息化技術(shù)教育部工程研究中心，成都 610041；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)中心，成都 610041；3.華西公用醫(yī)療信息服務(wù)有限公司，成都 610041）

0 引言

在國家三級(jí)公立醫(yī)院評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)中，危急值管理是醫(yī)療質(zhì)量安全核心制度的重要指標(biāo)：醫(yī)院需制定可能危及患者生命的各項(xiàng)檢查、檢驗(yàn)危急值清單并定期調(diào)整，分別建立住院和門急診患者危急值具體管理流程和記錄規(guī)范，確保危急值信息傳遞過程有記錄，其關(guān)鍵要素可追溯并專冊(cè)登記[1]。因此，提升危急值的管理水平勢(shì)在必行。目前，危急值管理系統(tǒng)的處置過程大多處于未閉環(huán)狀態(tài)，危急值上報(bào)后不能及時(shí)得到反饋信息，過程狀態(tài)記錄并不完善，大多停留在手工記錄的狀態(tài)。近年來，隨著醫(yī)工結(jié)合愈加緊密，人工智能技術(shù)在輔助診斷、協(xié)助治療、臨床教學(xué)等方面起到了巨大作用，推動(dòng)了整個(gè)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展[2]。本研究設(shè)計(jì)基于智能語音技術(shù)的門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)，以提升患者的就醫(yī)體驗(yàn)與管理效率，進(jìn)一步將“人工智能+醫(yī)療”的相關(guān)政策落于實(shí)處[3]。

1 需求分析

危急值的概念最早于1972 年由美國學(xué)者Lundberg 提出[4]。隨著信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展，危急值的管理由原來的手工登記、電話通知模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛尚畔⑾到y(tǒng)主導(dǎo)的無紙化全程管理模式。我院從2014 年通過實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）與醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）的集成，經(jīng)多部門協(xié)商不斷優(yōu)化危急值精細(xì)化管理流程，并根據(jù)檢驗(yàn)危急值目錄及參考范圍建立了危急值預(yù)警系統(tǒng)作為危急值報(bào)告與應(yīng)答的輔助手段[5]。

現(xiàn)有的危急值預(yù)警系統(tǒng)可為臨床決策提供快速支持，提升危急值處置率[6]，但在使用過程中仍然存在以下問題：（1）系統(tǒng)未形成完整的閉環(huán)流程，醫(yī)生或護(hù)士在收到危急值消息后未把處理結(jié)果反饋給醫(yī)技科室；（2）系統(tǒng)消息傳遞方式過于單一，如果醫(yī)護(hù)人員未及時(shí)登錄HIS，則無法準(zhǔn)確接收危急值消息，同時(shí)患者也不能得到及時(shí)的醫(yī)療處置；（3）系統(tǒng)缺乏對(duì)危急值處置的質(zhì)控，無法考核醫(yī)護(hù)人員是否及時(shí)處置；（4）傳統(tǒng)的人工電話互動(dòng)方式效率低、人力消耗過多、成本高、數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，不能滿足醫(yī)護(hù)人員的實(shí)際回訪和醫(yī)患互動(dòng)需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)以上問題，我院以智能語音技術(shù)為依托、Ensemble 平臺(tái)為基礎(chǔ)交互框架，構(gòu)建了一套全流程的門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)，充分利用語音平臺(tái)，設(shè)計(jì)多個(gè)話術(shù)場(chǎng)景，通過智能語音技術(shù)分析患者的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，最終形成可視化統(tǒng)計(jì)視圖，并全程錄音留痕，便于追溯。本系統(tǒng)以檢驗(yàn)科LIS 危急值為試點(diǎn)，逐步推廣應(yīng)用于院內(nèi)其他醫(yī)技科室，其危急值閉環(huán)管理流程如圖1 所示。

圖1 危急值閉環(huán)管理流程圖

2.1 總體設(shè)計(jì)

整個(gè)門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)由Ensemble 平臺(tái)、語音平臺(tái)、危急值質(zhì)控管理模塊3 個(gè)部分組成。為便于系統(tǒng)的部署安裝，應(yīng)用界面均采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。Ensemble 平臺(tái)和危急值質(zhì)控管理模塊采用Cache 數(shù)據(jù)庫搭建，語音平臺(tái)采用SQL Server 數(shù)據(jù)庫搭建。Ensemble 平臺(tái)作為多系統(tǒng)交互的媒介，利用標(biāo)準(zhǔn)化的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，使得各系統(tǒng)間的消息傳遞有條不紊地進(jìn)行。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及安全策略

整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過程涉及內(nèi)外網(wǎng)的交互，為保證患者隱私和醫(yī)院數(shù)據(jù)安全，在隔離區(qū)（demilitarized zone，DMZ）放置1 臺(tái)語音平臺(tái)前置機(jī)，用于內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳遞，此區(qū)域在雙防火墻的監(jiān)控下保證數(shù)據(jù)安全。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3 所示。核心路由器通過端口映射，使得外網(wǎng)用戶僅可通過專用域名在互聯(lián)網(wǎng)訪問前置機(jī)，同時(shí)在防火墻創(chuàng)建安全策略，管控前置機(jī)的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限，只允許特定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交互，以保證網(wǎng)絡(luò)安全。運(yùn)維工程師僅可通過虛擬專用網(wǎng)（virtual private network，VPN）連接內(nèi)網(wǎng)堡壘機(jī)訪問服務(wù)器，并禁止數(shù)據(jù)下載功能，以防止數(shù)據(jù)泄露。

圖3 門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2.3 功能模塊設(shè)計(jì)

2.3.1 Ensemble 平臺(tái)接口設(shè)計(jì)

為提升HIS、LIS、語音平臺(tái)的集成能力，降低管理復(fù)雜度，采用Ensemble 平臺(tái)與Web Service 技術(shù)相結(jié)合，建立接口打通各系統(tǒng)。Ensemble 平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部各信息系統(tǒng)集成交互的通信橋梁[7-9]。LIS與HIS 接口采用簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議（simple object access protocol，SOAP）方式，消息格式為XML。當(dāng)檢驗(yàn)報(bào)告審核時(shí)，檢驗(yàn)醫(yī)師若判定該報(bào)告存在危急值，LIS 自動(dòng)將此危急值消息通過Ensemble 平臺(tái)服務(wù)總線發(fā)送給HIS，字段包括患者基本信息、醫(yī)囑信息、審核者信息、危急值標(biāo)記和說明。HIS 返回消息為以Response 為根節(jié)點(diǎn)的XML 串，子節(jié)點(diǎn)為Resultcode、ErrorMsg。當(dāng)HIS 成功收到危急值消息后，以同樣的方式向Ensemble 平臺(tái)發(fā)起請(qǐng)求，經(jīng)過Ensemble 平臺(tái)消息轉(zhuǎn)發(fā)后由語音平臺(tái)訂閱危急值信息發(fā)送給患者。當(dāng)語音平臺(tái)接收到患者反饋后，以逆向消息傳遞過程（語音平臺(tái)→Ensemble 平臺(tái)→HIS→Ensemble 平臺(tái)→LIS）調(diào)閱相應(yīng)的服務(wù)，將反饋消息回送給LIS。

當(dāng)危急值消息處于外網(wǎng)環(huán)境時(shí)，則選擇采用超文本傳輸協(xié)議（hyper text transfer protocol，HTTP），接口請(qǐng)求方法采用POST，編碼格式采用UTF-8，報(bào)文體采用JS 對(duì)象簡(jiǎn)譜（JavaScript object notation，JSON）文本，入?yún)⒆侄畏謩e為鑒權(quán)、電話模板ID、居民對(duì)象、電話模板內(nèi)容，其中內(nèi)容變量包括檢查時(shí)間、項(xiàng)目、咨詢電話、重播參數(shù)等，約定請(qǐng)求參數(shù)按照HTTP 表單格式傳輸，語音平臺(tái)根據(jù)入?yún)⒎祷爻晒?biāo)識(shí)后自動(dòng)撥打語音電話通知患者。此種模式由于協(xié)議簡(jiǎn)單、程序規(guī)模小、通信速度快，處理完請(qǐng)求后立即斷開，可節(jié)省傳輸時(shí)間。

2.3.2 語音平臺(tái)

2.3.2.1 技術(shù)架構(gòu)

語音平臺(tái)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4 所示，采用語音合成[10]、語音識(shí)別和自然語言理解技術(shù)實(shí)現(xiàn)。語音平臺(tái)收到危急值文本消息后，首先利用語音合成技術(shù)將文本轉(zhuǎn)化為語音，患者回答后進(jìn)而利用語音識(shí)別技術(shù)將語音轉(zhuǎn)化為文本，最終利用自然語言理解技術(shù)對(duì)文本進(jìn)行分析。在語音合成技術(shù)中，語音機(jī)器人根據(jù)配置的話術(shù)模板進(jìn)行通知和詢問，如圖5 所示。應(yīng)答語音模板消息分為問檢查時(shí)間、問檢查項(xiàng)目、問咨詢電話、異常詢問、肯定回答五大類型，不同類型對(duì)應(yīng)不同的回復(fù)路徑。

圖4 語音平臺(tái)整體架構(gòu)圖

圖5 話術(shù)模板設(shè)計(jì)

當(dāng)患者對(duì)語音消息作出反饋時(shí)，語音平臺(tái)通過語音識(shí)別技術(shù)將接收到的自然語音轉(zhuǎn)化為文本[11-12]。利用特征提取將聲音與聲學(xué)訓(xùn)練模型進(jìn)行對(duì)比匹配，多次循環(huán)，直到輸出匹配度高的文字作為識(shí)別結(jié)果[13]。語音平臺(tái)根據(jù)患者應(yīng)答后的文本內(nèi)容進(jìn)行理解和分析。應(yīng)答結(jié)果分為接通與未接通2 種狀態(tài)，每種狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的接收模板，并與HIS 中配置的處置結(jié)果相匹配。臨床醫(yī)師通過HIS 展現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對(duì)反饋結(jié)果進(jìn)行處置，書寫病歷或電話通知上級(jí)醫(yī)生等，最終處置結(jié)果通過Ensemble 平臺(tái)接口轉(zhuǎn)發(fā)消息通知LIS。

2.3.2.2 功能設(shè)計(jì)

（1）外呼后臺(tái)統(tǒng)計(jì)。

語音平臺(tái)在與患者交互的過程中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫，最終形成可視化統(tǒng)計(jì)界面（如圖6 所示），可根據(jù)呼叫時(shí)間、醫(yī)生或護(hù)士、話術(shù)模板分別進(jìn)行篩選和統(tǒng)計(jì)，同時(shí)可導(dǎo)出Excel 表格，還可分別查看分析結(jié)果與電話錄音。由于錄音數(shù)據(jù)量巨大，語音平臺(tái)會(huì)定期清理部分錄音并轉(zhuǎn)化為文字，以節(jié)省服務(wù)器存儲(chǔ)資源。另外，語音平臺(tái)亦可將任意時(shí)間段內(nèi)所有外呼結(jié)果進(jìn)行匯總分析，生成柱狀圖報(bào)表，點(diǎn)擊柱狀圖可查看當(dāng)前結(jié)果類型的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

（2）居民管理。

語音平臺(tái)支持2 種外呼人群基本信息的導(dǎo)入方式：填寫固定Excel 模板，批量導(dǎo)入；外部系統(tǒng)接口中定義人員信息，觸發(fā)接口成功后系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)入。

（3）模板管理。

模板管理分為話術(shù)模板管理與方案模板管理。話術(shù)模板定義完成后，可直接選擇以此模板新建方案，進(jìn)入方案模板編輯界面，選擇執(zhí)行方式、時(shí)間、重?fù)艽螖?shù)、話術(shù)模板、是否需要短信提醒等。方案模板中所記錄的數(shù)據(jù)均采用結(jié)構(gòu)化的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，方便后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。模板編輯完成后選擇電話模板預(yù)覽，可立即生成話術(shù)流程圖，如圖7 所示。單個(gè)方案中可定義多次電話訪問，如圖8 所示。

圖7 話術(shù)流程圖生成界面

圖8 方案模板界面

（4）限呼名單管理。

醫(yī)生可將特殊患者加入限呼名單，如圖9 所示。錄入患者姓名和電話將此類患者進(jìn)行單獨(dú)管理，外呼時(shí)后臺(tái)根據(jù)規(guī)則判斷當(dāng)前患者是否屬于限呼名單，在名單內(nèi)的患者禁止呼叫。

圖9 限呼名單界面

2.3.3 危急值質(zhì)控管理模塊

根據(jù)LIS 產(chǎn)生的危急值數(shù)據(jù)，基于HIS 開發(fā)危急值質(zhì)控管理模塊，方便醫(yī)務(wù)部質(zhì)控人員查詢與干預(yù)，提高危急值管理水平。該模塊包括危急值明細(xì)查詢、危急值完成比例（住院、門診、全院）、危急值科室和類型分布、危急值統(tǒng)計(jì)查詢4 個(gè)功能界面。

2.3.3.1 危急值明細(xì)查詢

質(zhì)控人員可通過登記號(hào)、日期、科室、治療組、狀態(tài)4 個(gè)條件進(jìn)行危急值查詢，如圖10 所示。每一條危急值從發(fā)布到處置的每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)均有記錄，以進(jìn)度條的形式展示在界面右側(cè)，通過該功能可實(shí)時(shí)掌握危急值處置情況。

圖10 危急值明細(xì)查詢界面

2.3.3.2 危急值完成情況統(tǒng)計(jì)

該模塊根據(jù)危急值完成情況的后臺(tái)數(shù)據(jù)，生成以下3 種類型的統(tǒng)計(jì)報(bào)表：

（1）選擇時(shí)間段查詢，生成完成數(shù)與未完成數(shù)的總體統(tǒng)計(jì)報(bào)表、餅狀及柱狀圖。

（2）選擇時(shí)間段和就診類型查詢，生成不同類型的危急值在各科室分布情況的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

（3）由于質(zhì)控科對(duì)危急值處置時(shí)間有相應(yīng)要求，分別設(shè)定6、12、18、24 h 4 個(gè)時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)最終處置時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的處置例次數(shù)（如圖11 所示），可對(duì)各個(gè)科室的危急值處置及時(shí)性進(jìn)行質(zhì)控。醫(yī)務(wù)科可根據(jù)患者所在床位追責(zé)到各科室醫(yī)療組長(zhǎng)，可輸出報(bào)表反饋至各個(gè)科室，對(duì)處置不及時(shí)的科室進(jìn)行通報(bào)處理，最終提高各科室的危急值處置效率。

圖11 危急值例次數(shù)統(tǒng)計(jì)界面

3 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)上線后在多個(gè)科室進(jìn)行應(yīng)用。選取上線前后3 個(gè)月門診檢驗(yàn)危急值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（見表1），檢驗(yàn)危急值處置比例上升了29.09%，試用效果良好。語音平臺(tái)收到危急值消息后第一時(shí)間通知門診患者立即就醫(yī)，人工通知比例降低了83.18%，系統(tǒng)分擔(dān)了大部分人工通知工作，大大地提高了醫(yī)務(wù)人員的工作效率。復(fù)診率在3 個(gè)月時(shí)間段內(nèi)提高了12.1%，使危急患者及時(shí)了解病情，進(jìn)一步保障了患者的生命安全。

表1 門診危急值閉環(huán)管理系統(tǒng)應(yīng)用前后檢驗(yàn)危急值處置比例統(tǒng)計(jì)

3.1 細(xì)化質(zhì)控管理

在質(zhì)控方面，危急值生成的時(shí)間、結(jié)果、執(zhí)行人都有詳細(xì)的記錄，信息科可提取本系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)為管理部門提供報(bào)表，可滿足日常質(zhì)控的要求。危急值的處置及時(shí)性實(shí)行各科室醫(yī)療組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，其中處置報(bào)表中的24 h 處置率將會(huì)列入科室考核指標(biāo)，方便管理部門進(jìn)行績(jī)效考核。

3.2 提高工作效率

系統(tǒng)上線以來至2022 年5 月，通過語音平臺(tái)呼叫人次數(shù)為9 225 次，接通次數(shù)為7 625 次，接通率約為82.7%。每次通話平均接通時(shí)間約為1 min，按照接通次數(shù)計(jì)算，通話時(shí)長(zhǎng)共計(jì)127 h，利用語音平臺(tái)自動(dòng)通知患者大大地節(jié)約了人工通知的勞動(dòng)力，醫(yī)務(wù)人員可更好地利用此時(shí)間服務(wù)更多的患者。分析未接通原因，主要為號(hào)碼錯(cuò)誤、空號(hào)、占線、中斷、無應(yīng)答、無法識(shí)別等。針對(duì)接通音頻制作測(cè)試集，對(duì)呼叫方言進(jìn)行分析，其中900 條為由于方言原因無法識(shí)別，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到88.20%。對(duì)于無法識(shí)別或其他原因接通失敗的患者，醫(yī)務(wù)人員可通過查看明細(xì)人工通知患者。

3.3 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

整個(gè)系統(tǒng)貫徹和落實(shí)了國家醫(yī)療數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的方針和政策，基于智能語音技術(shù)并以Ensemble 平臺(tái)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的無縫連接與數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，使得醫(yī)院不同角色人員可實(shí)時(shí)查看危急值情況，共享危急值數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的危急值管理僅做到對(duì)危急值的人工上報(bào)統(tǒng)計(jì)，未形成完整的閉環(huán)管理，對(duì)數(shù)據(jù)的溯源性和準(zhǔn)確性造成了很大的影響。本研究利用多種信息化技術(shù)手段，完成了由人工通知危急值到智能語音通知危急值的過渡，能夠?qū)εR床處置結(jié)果進(jìn)行及時(shí)反饋和處理，同時(shí)便于危急值的統(tǒng)計(jì)和追溯，提高了醫(yī)院的質(zhì)控水平。

未來本系統(tǒng)還需要進(jìn)一步擴(kuò)展和升級(jí)，依托大量危急值數(shù)據(jù)，結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，對(duì)患者數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)掌握患者病情動(dòng)態(tài)。并將相關(guān)應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院相結(jié)合，經(jīng)過患者授權(quán)同意的情況下定位物理位置，及時(shí)聯(lián)系患者，接到危急值通知后與院前急救和智能導(dǎo)診相結(jié)合，提示患者危急情況的有效處理方法并提供綠色通道與定位導(dǎo)航，有利于患者及時(shí)救治。患者結(jié)束治療后，自動(dòng)發(fā)起回訪，隨時(shí)掌握患者病情的動(dòng)態(tài)變化，提供全流程的隨訪服務(wù)，使患者感受到無微不至的照護(hù)。同時(shí)在管理方面需不斷優(yōu)化管理流程和標(biāo)準(zhǔn)，探討危急值的閾值并形成相應(yīng)的知識(shí)庫，通過系統(tǒng)智能提示醫(yī)務(wù)人員在危急值發(fā)生時(shí)的處理辦法，使醫(yī)務(wù)人員的工作更加高效。