基于B/S架构的LIS数据分析系统设计

任慧朋，周宏宇，李强

中国人民解放军第九八医院 信息科，浙江 湖州 313000

基于B/S架构的LIS数据分析系统设计

任慧朋，周宏宇，李强

中国人民解放军第九八医院 信息科，浙江 湖州 313000

本文通过对医院现有实验室信息管理系统（LIS）的数据进行深度挖掘和分析，采用数据挖掘技术和Web的并发访问控制技术设计实现了LIS数据分析系统，即为体检用户在医院建立了一个检验数据的电子银行。

LIS；HIS；B/S架构；互联网；数据分析系统

0 前言

近年，随着临床信息系统（Clinical Information System，CIS）的迅猛发展，实验室信息系统（LIS）被各类医院相继引入，也使得检验医学进入了以自动化、信息化、网络化为主要特征的新时期，有力地提高了实验室的整体管理水平和检验质量。现在，对LIS的应用功能的开发已经成为衡量医院临床检验自动化水平的标准。

1 LIS应用现状

1.1 实际应用中存在的问题

就国内外LIS的应用现状来看，国内LIS的应用起步较晚，国外的LIS技术较为成熟。LIS突出的优势在于标本的智能分类、集成一体化和条码自动定位等方面。从国内外整体的情况来看，专门针对患者设计的LIS寥寥无几，虽然每家LIS公司都在宣称“自动取单机”如何的智能便利，但实际上取单机昂贵的价格和频发的故障往往令人难以接受。再分析一下纸质化验单的作用，因为大部分病人不具备医学常识，是看不懂化验单的，只有再次排队等待医生。而医生已经习惯了通过LIS来浏览检验数据，所以基本不看纸质化验单。也就是说，病人手中高成本的纸质化验单只起到了传递患者基本信息的功能。

1.2 LIS未来的发展方向

随着“智慧医疗”理念的拓展，未来医疗信息的发展方向是面向患者，无论是在电子健康档案还是在区域医疗信息中，LIS检验数据都是最重要的组成部分，所以利用互联网直观、及时、方便地分享医疗数据结果，具有广泛的应用前景。实现该目标的关键性技术问题就是：如何对LIS的数据进行“精加工”和“智能分析”，并以最简易的Web方式直观地呈现给患者。

2 门诊调查结果分析

关于本院10000例门诊病人的调查结果显示，需要做检验检查的约为8400人（含军队大规模体检），病人在门诊的大部分时间花费在排队抽血、等化验单、持单复诊这3个步骤。其中最浪费时间的就是等化验单，由于体检数据量大，最快也需要1 h才能出结果。对这8400人的化验结果进行统计分析，结果显示，其中有4800人的指标没有任何异常，也就是无需复诊，剩余3600人还需复诊。但实际上，这8400人全部完成了所有流程。对于医生来说，其实只要对3600份有异常的化验单作出诊断即可，但是却额外多了1.5倍的工作量，真正需要复诊的人也要多花1.5倍的排队复诊时间。调查分析示意图，见图1。尤其对于军队体检人员，这种现象更为明显，往往军人看1次病要往返于医院好几趟。

图1 门诊调查分析示意图

3 系统需求分析

3.1 医学检验工作量逐年增大

近年来，各家医院的门诊量都在成倍增长，这给检验科等辅助诊断科室带来巨大的压力。对于医生来说，要在超负荷接诊的同时保证确诊率；对于患者而言，由于排队等待的人较多，看病流程中的每个步骤都变得很艰难。有些医院力图通过简化挂号和付费的流程来提高效率（如看病“一卡通”等系统），表面上看来，在收费处排队的人少了，但化验科和诊室门口依然拥挤不堪，因为最浪费时间的化验、等单、排队复诊这3个流程没发生任何改变，没有从根本上解决问题。

3.2 利用计算机减轻门诊医生压力

临床指标诊断是一个非常复杂的过程，最终的诊断结果必须依靠人为经验来进行确认。无论医疗信息多么先进，也无法代替人脑的主导作用。但我们可以逆向思考，虽然计算机不能判断出患者有什么病，但是计算机可以判断出患者有没有病，而且这个过程和人脑的判断过程是完全一样的，就是看数据是否全部达标，并且计算机的效率和准确率远远超过人脑。举例来说，有100份化验单，其中35份异常，65份正常，计算机在几秒钟内即可排查出异常的化验单；而医生要按照程序对这100份化验单进行认真判断，从而挑出其中35份异常的单子，再分别告知患者其判断结果，所以目前的就诊流程对于医生和患者都不适用。

3.3 电子记录检验单的优势

很多患者都精心留存手中的纸质化验单，其实也只能暂时存住数据，不能存储实时的诊断结果和指标在某阶段内的变化趋势，意义并不大。随着信息技术的发展，网络银行、支付宝等方便快捷的电子商务技术改变了我们的生活习惯。设想一下，如果把类似的体验应用在医疗检验信息上，每名患者在医院完成检验标本采集后就可回家，然后通过手机短信第一时间获取是否复诊的通知，也可通过互联网详细了解检验结果的分析情况，并可以储存长期的电子数据，包括分析结果、医生诊断、健康提示、变化趋势等。通俗地讲，也就为每个人建立1个身体指标的电子银行账户。

3.4 大规模数据的统计分析需求

目前，医院针对大规模体检（军队体检）一般是采取上门服务采血的方式，检验结果的反馈完全依靠人工审查和电话通知，即使有体检系统的帮助也费时费力。如果联络不及时还会耽误病情甚至产生医疗纠纷，同时，对大批量数据进行统计分析是件非常困难的事，比如某军事训练部门想对偏远山区部队数千名战士的健康状况进行评估，就目前来说，这是一项相当复杂的统计工程，其实这些复杂的数据操作处理过程完全可以通过计算机程序来进行。

4 系统结构设计

4.1 数据采集方式

LIS的程序开发方式都是直接提取LIS数据库的数据，如果客户端进程过多，数据库就会产生死锁、延时、数据不同步等情况，而且数据的安全性和可靠性差。LIS数据库其实只负责检验数据的管理，病人的主要信息还是存储在医院信息系统（HIS）数据库中。综合以上几方面的因素，本系统采用了独立设计的数据库，并为数据采集的同步提供了专用程序接口，这也是整个系统后台设计的核心部分，既用到了数据挖掘技术又用到了Web的并发访问控制技术。数据采集过程示意图，见图2。

图2 数据采集过程示意图

4.2 数据完整性

要对LIS数据库的数据进行精确分析，首先要考虑到数据的完整性，不然就会导致分析结果出差错。因每家医院的LIS数据会因为试剂、仪器、温度等各种因素产生差异，所以需要以医院为独立单位对数据进行汇总，然后在所有结果基础上进行统计、查询、分析等操作。这就要求系统分析字典既要严谨又要灵活，这也是系统前台设计的核心部分。医院可根据字典分析自行设置判断条件（在国家标准的范围内），以单项指标为基本元素进行排列组合。

4.3 系统安全性

考虑信息保密和隐私权等问题，检验数据的处理过程应具备可靠的安全防护措施。系统在整体设计上既要考虑到数据的实时快速同步，又要确保数据信息的安全，因此数据传输采用了类似“工业级锅炉自动上水”的模式，其基本原理为数据采集和数据分析在不同的时间段独立进行，靠双网闸控制实现绝对的物理隔离。为了不影响客户端的正常使用，数据采集过程时间极短，通过这种软硬件结合的防护措施可确保数据流的安全。具体连接示意图，见图3。

图3 系统连接示意图

5 系统设计技术

系统设计侧重于用户体验，从人性化方面入手，前台开发使用了B/S构架，并采用目前国际上最为流行的ROR（Ruby On Rails） 开发模式，使得系统开发周期短、集成性高。随着移动互联网的发展，人们已经习惯利用移动设备来获取信息，系统设计的最终目的是要达到使用电脑、手机、Pad即可浏览检验数据的效果。

系统后台采用JAVA语言进行编译，主要功能就是对LIS数据和HIS数据进行快速采集和转换。由于检验数据量大，分类也比较杂，单项指标的单位标准不统一，这就要求对LIS数据的传输要做到精、快、准，由于后台运算程序的编译采用了脚本并发技术，传输速度可达到10万条/s，系统的数据库采用了开源的MYSQL数据库，可以稳定支持千万级别数据的运算。

6 结语

系统以“病人”为核心建立了医疗服务体系，利用安全网闸做为门禁，在LIS数据库和系统数据库之间建立了一条安全通道,以手机作为信息传递媒介，为用户在医院建立了一个检验数据电子银行。在系统中，医院端可灵活设置判断字典和警告提示，用户端可以通过微信及时获得登录密码和检验结果，并以Web的方式通过手机、Pad等移动设备进行浏览。系统在本院的试运行结果显示，门诊化验的病人至少减少了45%在院等待时间，病人复诊排队时间也缩短了近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

总后勤部后勤科研项目（CNJ12R007）。

作者邮箱：dapengniao2013@163.com