临床微生物实验室信息化管理系统设计与二维条形码的应用

孙 晴， 叶方敏， 盛慧明， 徐伟红

（上海市同仁医院，上海 200336）

实验室信息管理系统（laboratory information system，LIS）作为医院信息系统（hospital information system，HIS）的重要组成部分，近年来发展迅速。临床微生物实验室在检验科有其特殊性：手工与自动化设备并存、标本种类多样、某些检验项目需要连续多天处理，存在标本处理后的信息累加、更新、存储、提取和传递等多个难点，使得微生物检验流程在实现无纸化方面十分困难[1]。目前，二维条形码技术在医疗设备管理、药品管理、病案管理等方面已有不少实践应用，但在临床实验室管理中的应用鲜有文献报道[2-5]。

由于临床感染性疾病诊治、耐药菌感染管理控制、抗菌药物管理对于微生物检验的要求不断提高，使得微生物检验报告在时效性、准确性、溯源性等方面都必须得到进一步完善、发展。为适应临床微生物实验室发展的实际需求，上海市同仁医院检验科于2015年开始自行开发微生物LIS，由检验科工作人员提出设计方案及思路，信息科LIS系统工程师提供技术支持：以 Microsoft Visual Studio 2010开发工具编制，采用二维条形码技术实现无纸化，利用检验结果回报时间统计查询模块优化流程，此信息管理系统依托LIS而又独立存在。

1 材料和方法

1.1 系统运行环境

1.1.1 工作站硬件 计算机采用Inter Celeron、2 G内存、100 G硬盘或以上配置， 配备DS-1700II+打印机及斑马430 t二维条形码打印机。软件部分操作系统采用Windows XP或Windows 7。

1.1.2 服务器配置 H3CB390刀片服务器，96 G内存，2 T硬盘，网卡为集成4端口千兆以太网，操作系统为Windows 2012 Server Enterprise R2。硬件的网络配置采用的是接入-汇聚-核心的结构层次，将检验信息系统置于光纤网络中，通过光纤卡与华为5600 SAN存储交换机相连接，实现交换机与存储之间的连接[6]。应用软件采用汇堃检验信息管理系统，数据库为Microsoft SQL server 2012。

1.1.3 检验科设备的联机 科室设备均配置RS-232串口通讯接口与工作站串口连接，通过配置通讯端口、波特率、奇偶校验方式、通讯控制字符等，实时接收仪器检验数据[7]。

1.2 设计和应用

1.2.1 功能模块基本组成 检验管理模块包括基础管理、采样管理、配送管理、样本管理、查询统计、字典管理、系统管理七大子模块。执行相关检验项目的采样、运输、签收、检验操作流程、报告管理、数据统计、系统维护等命令。其中，查询统计模块中新增了检验结果回报时间统计查询。

1.2.2 一维条形码和二维条形码 选用的二维条形码码制为QR Code，简称QR码[2]。考虑到检验科其他组室具有双向通信功能的设备的自动化条码识别仍为一维条形码的模式，为协调全院样本条形码送检情况，避免混淆，采用一维条形码与二维条形码相结合的模式。护士台扫描样本容器上的一维条形码可同时录入数条不同的医嘱信息，微生物实验室在收到样本后通过扫描一维条形码生成与医嘱信息相对应的多条二维条形码。

在微生物检验中因为检验周期的不同，各种培养、涂片及手工项目差别很大。检验结果既有当日发出，也有培养时间长、需连续记录检验过程后再发出的报告。因此，在样本编号的设定中就要有所区分。样本接收入组时系统可自动生成1个连续编号，且对应1个唯一的二维条形码。如：2017- TXP- 789，前缀设定为年份2017，中间以检验项目关键词的拼音首字母表示（TXP表示痰液细菌培养），末尾789为每年1月1日由1号起至此项目送检入组的第789号样本。此自动编号设置方式可避免样本号码重复和手工编号出错，也可直观反映检验项目。另外，此二维条形码即为原一维条形码的子条码，可解决1个样本可能需要完成多个不同医嘱项目的问题。见图1。

图1 二维条形码页面解读

1.2.3 样本管理 微生物检验，尤其是细菌培养中，一般常规采用手工纸质原始记录单来记录培养及各种操作情况。新系统在样本入组生成相应二维条形码的同时，可根据检验项目自动生成不同的电子版原始记录单。记录单内容包括：样本种类、编号、姓名、性别、年龄、住院号、科别、床号、采样时间、接收时间等信息。系统根据检验项目自动勾选相应的培养基、培养条件。不同培养基填写栏目包括菌落形态数量、常见生化反应、药物敏感性试验结果、最终培养结果以及操作人等内容，可详细记录整个检验过程。原始记录单上每次的修改均记录修改人、修改时间、修改内容等信息。

1.2.4 报告审核管理 采用分级审核权限制度，低年资工作人员操作的检验结果必须由高年资工作人员审核后方可发布。已审核报告如发现结果有误，只有指定权限人员在与临床沟通后方能修改审核报告。为避免未到报告时限误审核操作，系统设定最早审核时间。此外，还增加临近报告期限未审核提示、过期报告未审核提示功能。

1.2.5 标准化流程管理 引入检验结果回报时间统计查询模块。通过对HIS以及LIS管理模块中现有的医嘱时间、采样时间、运输接收时间、样本检测及审核时间等数据的分析，获得各类样本的检验结果回报时间。

1.2.6 危急值及院内感染管理 临床微生物检验结果、微生物危急值报告、多重耐药菌结果等均可通过LIS发送到临床。危急值报警、多重耐药菌结果在护士台电脑工作站增设弹窗提示。

1.2.7 耐药数据的管理 可以完成临床科室所需的各种阳性率、耐药率等数据的分析统计工作，并以常用格式导出数据，便于临床分析。

1.3 规范化操作流程

1.3.1 样本采集 采集样本后，工作人员扫描容器上的一维条形码录入医嘱及患者信息。此时自动生成样本采集时间。

1.3.2 样本签收 样本送达检验科进行核对签收，通过扫描样本条形码获取样本基本信息及所属小组信息，此时生成样本签收时间。

1.3.3 样本入组与处理 样本被分拣至微生物组时由工作人员将条形码扫描入组，此时生成样本入组时间。并可根据此一维条形码中原有医嘱信息，自动生成相应数量的样本基本信息（原始记录单），并打印出二维条形码。工作人员将其粘贴在需接种的培养基表面或载玻片末端。

1.3.4 原始数据录入 扫描粘贴在培养基或载玻片上的二维条形码，即可获取样本的基本信息。可在电子原始记录单中输入在不同培养基、培养环境下生成的菌落形态、菌落数量以及手工生化反应、仪器鉴定所需卡片等基本信息。

1.3.5 鉴定与药物敏感性试验 全自动细菌鉴定仪的鉴定及药物敏感性试验结果自动传送至LIS，如有补充的药物敏感性试验结果也可输入至根据细菌种类不同事先设置好的手工药物敏感性试验报告模版中，并根据药物敏感性试验折点判断标准自动生成耐药、敏感、中介的报告。

2 结果

（1）无纸化的全流程记录以及二维条形码技术，有效降低了条码扫描差错率并避免了手工记录繁琐、易出错的问题。护士台只需扫描1个一维条形码，送至微生物实验室后根据其中包含的医嘱条数再生成相应数量的不同的二维条形码（面积为2.2 cm×2.4 cm，适合粘贴于载玻片末端），每条二维条形码均含有对应的医嘱检验项目信息以及此患者所有相关信息，并可溯源至原一维条形码。 二维条形码因其面积相对较小，对培养皿上菌落及溶血等情况判读的影响降至最低，尽可能保证了检验质量。纸质条码上除含有二维条形码图像外，还打印有原一维条形码数字列、日期、患者姓名、检验项目，方便条码粘贴后的核对，无需时时打开电脑。这些措施也提高了微生物实验室工作人员的工作效率和工作满意度。

（2）检验结果回报时间统计查询模块通过对医嘱传递、样本采集、运输过程以及实验室样本接收、检测、审核报告等各个时间节点进行分析，可提前发现延时样本及原因[8]。我们采取了督促病区采样后及时送检，规定实验室收到样本后立即签收、检测样本，及时报告结果、审核发布等措施，提高了效率，有效缩短了检验结果回报时间，使多数微生物检验项目的总报告及时率＞90%。报告分级审核权限制度以及报告时间预警管理功能的设计，避免了报告误审、漏审，有效地服务于检验结果回报时间统计查询模块。

（3）危急值及院内感染控制预警报告平台可在实验室发布信息后，在临床工作站弹出危急值或多重耐药菌的提示对话框，护士点击确认后自动记录并确认接收时间、接收人姓名及工号。危急值报告设定为10 min内如无人确认，微生物检验平台即跳出反馈提示，由检验科人员电话联系临床确认并在电脑中登记信息。预警报告平台的设计使得危急值报告发布确认及时率由原来的84.5%和提升到目前的97.8%，明显减少了各种在人工传达、登记等方面的临床联系工作。同时，多重耐药菌结果也借此平台同步发送，便于院内感染控制管理科对全院临床科室实施及时、有效的监督管理。简化后的报告结果发布流程，时效性增强，满足了临床对于感染性疾病的及时诊治、抗菌药物管理、耐药菌管理控制等多方面的需求。

（4）微生物LIS开发前后，我们分别对临床医护人员进行电子问卷调查，共计回收157份，其中临床医生对报告单及危急值反馈及时率的满意度分别提高了3.54%和15.6%，临床护士对于报告结果处理流程优化满意度提高了18.5%。微生物实验室内部也对开发前后1年的工作情况进行调查，发现原日常工作中因实验室工作人员人为操作因素，如扫描条形码、样本传递、人工核对信息、报告审核等方面发生的差错率由原来的0.67%下降至目前的0.11%，改善幅度达到83.58%。

3 讨论

标准化、智能化、精细化是数字化检验管理平台建设的方向，临床实验室的工作流程应以样本流向为核心。为了完善微生物信息化平台建设，医院检验科微生物专业人员在信息科HIS工程师的参与下，基本实现了微生物检验全流程信息化、无纸化管理，改变了微生物检验原有的手工操作流程，减少了差错率，有效提高了检验质量。首次引入的二维条形码技术以及检验结果回报时间统计查询模块，对于实现标准化、可溯源的样本工作流程、实行实时且全面的信息管理起到了至关重要的作用。

条形码传统译码需通过条形码识读设备进行，一维条形码只能在横向位置表示大约20位的字母或数字信息，仅起到标识作用，而不具备描述功能，使用时需依赖后台数据库的支持[4]，稍有损毁就不能正确读码。二维条形码是以在平面（二维方向上）规律分布的黑白色几何图形来记录信息，其信息容量大、编码范围广，可表示汉字及图像等多种信息。此次采用的QR码是一种矩阵式二维条形码，具有超高速、全方位识读特性，纠错能力强，其四级纠错能力的最高级H级可纠错约30%的数据码，拥有高变形识读能力，可全方位360°识读，解决诸如粘贴在试管、血培养瓶等曲面培养容器表面的光学变形、基底弯曲等情况的识读问题[3-4]。

检验结果回报时间的及时性是影响检验质量的重要因素，常被作为质量持续改进的观察指标。追溯延误检验结果回报时间的原因，设计出优化方案，才能不断改进科室质量管理。信息化的报告流程改变了临床检验结果报告以及危急值、多重耐药菌的传统报告方式，明显缩短了临床响应、干预的时间，也减轻了手工记录的低效率，避免了口头报告转述造成错误的隐患，对于临床诊疗工作和院内感染控制提供了快速有效的支持。

总之，数字化检验信息系统对于提高临床检验工作的效率和检验报告的准确性意义重大[6]。二维条形码技术的使用在提高工作效率、改进质量管理以及保证数据安全性方面有其独特优势，可将临床实验室管理水平推向新的高度。