胆道镜图文手术记录系统的研制及临床试用

【作 者】薛召，胡良硕，汤博，张晓刚，吕毅

1 西安交通大学第一附属医院肝胆外科，西安市，710061 2 西安交通大学先进外科技术与工程研究所，西安市，710061 3 陕西省再生医学与外科工程研究中心，西安市，710061

胆道镜图文手术记录系统的研制及临床试用

【作 者】薛召1,2,3，胡良硕1,2,3，汤博1,2,3，张晓刚1,2,3，吕毅1,2,3

1 西安交通大学第一附属医院肝胆外科，西安市，710061 2 西安交通大学先进外科技术与工程研究所，西安市，710061 3 陕西省再生医学与外科工程研究中心，西安市，710061

目的 研制一款基于胆道镜检查的图文手术记录系统，在临床胆道镜检查术后报告中试用。方法 在传统胆道镜检查中，融入视频图像捕捉技术与语音识别技术，将术中实时图像与手术步骤解说准确匹配，快速生成并打印出个性化胆道镜图文手术记录。将该系统分别应用于病历共享、科研教学与远程交流等方面。结果 在临床32例患者胆道镜术后报告中试用，明显提高了外科医生的工作效率与患者的满意度，同时满足远程信息交互的要求。结论 胆道镜图文手术记录系统可以提高医疗服务质量，促进学术交流和青年医师培养。

胆道镜；图文手术记录；实时交互；远程医疗；教学

0 引言

纤维胆道镜是近年来应用较为广泛的一种集诊断和治疗为一体的医疗器械，实现了在直视下探查肝内外胆道系统情况，并可同时进行相应的诊疗活动[1]。而且，胆道镜检查记录作为患者病情及诊疗过程的客观医学资料，应确保及时、准确、规范[2]。然而，目前多数医院胆道镜术后手术记录依旧采用传统的纯文字描述形式，千篇一律，缺乏内涵，不利于医患关系的提升。随着医院高度信息化和数字化建设，纯文字描述的手术记录已存在明显的不足，亟待改善[3]。

为了能及时、准确地记录临床胆道镜检查的过程和诊疗结果，为患者后续治疗提供更加客观完整的病案资料，我院肝胆外科在胆道镜检查的视频输出基础上，提出了一种采用“图片+文字”方式记录胆道镜诊疗过程的方法，通过融入视频信号捕捉技术与语音识别技术，成功研制出一款能够实时获取胆道镜检查术中图像，自动生成胆道镜图文手术记录的胆道镜图文手术记录系统。而且，试用中初步实现了图像共享、医师培养和远程会诊等功能。这种新颖的设计不仅填补了胆道镜图文手术记录的临床空白，同时搭建了胆道镜诊疗的远程管理与教学平台，进而推动医院信息化建设。该系统在临床初步试用，取得了良好的效果。现在总结如下。

1 系统设计介绍

1.1 基本思路

胆道镜图文手术记录系统结构如图1所示。对于常规胆道镜系统，均已具备摄像功能，而且我们团队已成功研制出图文手术记录软件。基于此，我们团队设想：如果能快速获取胆道镜检查术中的重要图像信息，自动传输至图文软件系统，同时，将手术医生对图像信息的语音解释转换为文本信息，与对应图片配对，即可快速生成具有个体化特征的彩色胆道镜图文手术记录。该融合将大幅度提高病案资料的内涵与医生的工作效率，而且，随着远程医疗技术的发展，该设计必将为患者和医院带来巨大的效益。为此，我们团队果断将胆道镜检查系统与图文手术记录软件结合，成功研制出一款既可满足医生自主控制拍摄和录音，又可实现远程演示与学术交流功能的胆道镜图文手术记录系统。

图1 胆道镜图文手术记录系统结构图Fig.1 Scheme for diagrammatic recording system for choledochoscope

1.2 结构介绍

胆道镜图文手术记录系统包括硬件和软件两部分。硬件部分：可编程脚踏控制器，分别包含“手术开始”“拍照”“录音/停止录音”“手术结束”4个按钮；奥林巴斯胆道镜系统(OLYMPUS CHF-P60)；语音收发模块(SONY UWP-D11)、无线路由器(TPLINK TL-WR886N)、PC计算机(ASUS-PC)及彩色打印机(HP LaserJet Pro CP1025)。软件部分：外科手术语音图文报告工作系统[4]，该软件是我团队自主研发的具有知识产权的外科手术语音图文软件(专利号：2016SR062557)，是基于Win7 + Visual Studio 2010开发平台，利用C#语言编程以实现良好的人机交互界面，功能包括图像采集与编辑、素材库建立、语音校正及远程管理等。所有操作均采用按键形式控制，而且按键具备语音播报功能，简单、准确、高效。该软件系统于2016年6月开始在我院胰十二指肠切除术、肝切除术和腹膜后肿瘤切除术等复杂外科手术中应用，极大地提高了外科手术记录的信息含量。

1.3 核心技术

胆道镜图文手术记录系统的工作原理是将胆道镜输出的模拟视频信号经A/D转换器转换，接入二次开发的视频服务器，在网络条件下通过激发“拍照”命令捕捉视频图像[5]，同时，激发“录音/停止录音”命令，将操作医生的音频信号通过语音识别技术转换为文本信息[6]。将图像与文本信息同时输入外科手术语音图文报告工作系统，实现图文准确配对，在预先设计的报告模板中自动生成电子版图文报告[3]。研发过程中，重点在于准确获取胆道镜输出的视频信号。而且，虽然语音识别技术已被广泛应用，但是目前应用于医疗技术方面的研究仍十分有限[7]。针对语音识别准确率低、噪音影响大等核心问题，我们团队与工科团队合作，通过大量医学词汇识别训练和改进语音校正模块[8]，大幅度提高了胆道系统诊治过程中语音识别的准确率。如图2所示。

图2 胆道镜图文手术记录系统工作结构Fig.2 diagrammatic recording system for choledochoscope schedule diagram

2 临床试用

我科于2016年10月1日至2016年12月31日将胆道镜图文手术记录系统试用于32例经窦道胆道镜检查的患者手术记录书写，实现了实时获取术中图像和语音信息，自动存储、输出和打印个体化彩色图文报告的功能，填补了我院胆道镜检查图文手术记录的临床空白。而且，胆道镜图文手术记录系统充分应用数字化医疗信息技术，搭建了近端操作与远端共享相结合的综合性胆道镜检查管理平台。

2.1 具体操作流程

（1）术前准备。医生在检查前对患者予以告知并签署知情同意书。同时打开胆道镜系统与图文手术记录系统，并佩戴无线麦克风。系统调试完毕后，点击“新建”按钮，输入患者基本信息及术前诊断。医生脚踏“手术开始”按钮，系统跳转至术中监视画面并开始录制。

（2）采集图像。在操作中，计算机单元会将术中监视画面实时显示于工作站屏幕中并同步录制视频。医生脚踏控制器的“拍照”按钮自主获取术中图像，系统自动将图像输入至图文软件中。针对疑难病例，手术医生可通过软件远程管理模块向医院远程会诊中心发出求助信息，实现专家远程会诊与实时交互。工作站将全部图像信息保存于计算机后台，供医生后续编辑、选择与教学科研应用。

（3）语音翻译。采集图像之后，医生脚踏控制器“录音/停止录音”按钮，开始对图像信息用语言描述，描述完毕后再次脚踏“录音/停止录音”按钮，结束录音。该语音信息通过语音收发单元传输至软件，同时激发“翻译”控件，自动转换为文本信息。

（4）编辑报告。检查结束后，医生脚踏“手术结束”按钮退出监视画面。系统自动跳转至编辑界面，如图3所示。医生从左侧片段库中选择所需照片添加至右侧待编辑区，与对应文本自动配对。经过校对修改后，即可实现“图片+文字”准确融合，快速生成胆道镜检查图文手术记录。

（5）打印报告。医生将报告电子版自动上传至工作站，作为资料备份与教学科研资料。同时打印出彩色胆道镜图文手术记录，医生签字确认后，报告制作完成。

图3 胆道镜图文手术记录系统编辑界面Fig.3 Edit interface of diagrammatic recording system for choledochoscope

2.2 试用结果

2.2.1 提高了外科医生工作的效率与规范性

胆道镜图文手术记录系统帮助医生实现了自主采集术中重要图像与语音信息，简化了医生术后通过回忆手术过程和手工剪辑获取术中图像资料的工作，明显缩短了医生记录病历的时间。而且，良好的应用体验有助于外科医生即刻完成检查记录，避免病案报告拖延的陋习，进而提高临床诊疗行为的规范性。

2.2.2 提高了患者诊疗记录的信息含量

胆道镜图文手术记录采用术中图片与文字描述相结合的方式，解决了检查过程中复杂环节难以记录的问题。与传统检查记录相比，形象准确的图文手术记录具有唯一性，更有助于患者后期随访、复查及转诊等活动，提高医患沟通的效率，减少医患矛盾的发生。

2.2.3 提高了年轻医师学习案例的积极性

每一份胆道镜图文手术记录都可作为精品教学案例资源，其形象逼真的术中画面与解释为年轻医生的学习和理解提供了极大的便利[9]。相较于纯文字描述的枯燥内容，胆道镜图文手术记录可以增加医学生的学习兴趣，提高学习效果，也有助于缩短年轻医师的培养曲线。

2.2.4 搭建了胆道镜检查与治疗的远程医疗平台

胆道镜图文手术记录系统融合了互联网信息技术，实现了综合管理患者诊疗记录的功能，其方便快捷的图像传输与实时交互功能满足了当前医疗信息化平台建设的需求[10]。在临床试用中，该系统初步实现了病历资料共享、远程会诊、科研学习与远程信息实时交互功能。

3 结论

传统胆道镜手术记录不能满足医生自主获取术中图像资料，且存在大量复制粘贴的现象，无法满足远程会诊与学术交流的要求。经过设计与改进，胆道镜图文手术记录系统不仅克服了传统手术记录的不足，而且实现了快速打印与综合管理胆道镜图文手术记录为一体，有助于提升医疗服务质量与医院信息化建设。

目前，胆道镜图文手术记录系统在我院已完成了32例检查术后报告，临床试用效果显著。但是，也应指出，本研究在设计与应用方面仍需进一步完善与提升。在设计层面，可增加语音控制操作的功能，例如语音控制拍照和录音，进一步提高外科医生的体验度。另外，加入抗噪声处理模块，提高语音识别的精确度。而且，在应用过程中可对医生和患者进行问卷调查，将反馈信息用于系统的改进与提升，以提高医患满意度。总之，胆道镜图文手术记录系统使胆道镜检查记录规范化、信息化，为患者服务和医院建设均带来了的实惠，值得在临床进一步推广和应用。

[1] 郭跃华, 张卓, 马杨, 等. 胆道镜治疗术后肝内胆管结石并狭窄13年经验总结: 附697例报告[J]. 中国普通外科杂志, 2014(2): 141-146.

[2] 孙玉昕. 规范病历书写确保病案内涵质量[J]. 中国病案,2014(12): 15-16.

[3] 吕毅, 徐向华,仵正, 等. 用图文外科手术记录专家共识(2015·西安)[J].中华肝脏外科手术学电子杂志, 2015(5): 265-267.

[4] 汤博, 崔晓海, 关正, 等.外科手术语音图文记录报告系统的研发及临床应用研究[J]. 中国医学教育技术, 2016(2): 194-197.

[5] 袁丁, 余贵珍. 基于高速A/D转换器的视频数据采集系统[J]. 电子设计工程, 2011(1): 171-174.

[6] 何彬. 基于语音识别和语音合成的汉语语音转换技术研究[D].昆明: 云南大学, 2013.

[7] Hodgson T, Coiera E. Risks and benef i ts of speech recognition for clinical documentation: a systematic review[J]. J Am Med Inform Assoc, 2016, 23(e1): e169-179.

[8] 王艳.噪声环境下汉语连续语音识别技术研究[D]. 西安: 西北大学, 2010.

[9] 吕毅, 汤博, 薛召, 等. 外科手术语音图文工作站—探索数字化精准教学新模式[J]. 临床医学研究与实践, 2016(11): 6-8.

[10] 田军章.“互联网+医疗”背景下的广东省网络医院建设[J]. 中国数字医学, 2016(1): 23-25,99.

Development of Diagrammatic Recording System for Choledochoscope and Its Clinical Application

【 Writers 】XUE Zhao1,2,3, HU Liangshuo1,2,3, TANG Bo1,2,3, ZHANG Xiaogang1,2,3, LYU Yi1,2,3
1 Department of Hepatobiliary Surgery, First Af fi liated Hospital, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710061 2 XJTU Research Institute of Advanced Surgical Technology and Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710061 3 Regenerative Medicine and Surgery Engineering Research Center of Shaanxi Province, Xi’an, 710061

Objective To develop a diagrammatic recording system for choledochoscopy and evaluate the system with clinical application. Methods To match the real-time image and procedure illustration during choledochoscopy examination, we combined video-image capture and speech recognition technology to quickly generate personalized choledochoscopy images and texts records. The new system could be used in sharing territorial electronic medical records, telecommuting, scienti fi c research and education, et al. Results In the clinical application of 32 patients, the choledochoscopy diagrammatic recording system could significantly improve the surgeons’ working efficiency and patients’ satisfaction. It could also meet the design requirement of remote information interaction. Conclusion The choledochoscopy diagrammatic recording system which is recommended could elevate the quality of medical service and promote academic exchange and training.

choledochoscope, diagrammatic recording system, real-time interactive, telemedicine, education

R445

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2017.06.016

1671-7104(2017)06-0450-03

2017-03-22

国家自然科学基金科学仪器专项（81127005）

吕毅，教授，博导，E-mail: luyi169@126.com