宁夏地区“互联网+医疗”模式在结核病防治工作中的应用

刘广天 刘涛 王晓炜 雷娟 田晓梅 王晓林

结核病是一种由结核病分枝杆菌引起的主要经呼吸道传播的慢性传染病，是国家重点防控的重大传染病之一[1]。由于诊断难、治疗时间长、耐药速度快、患者流动性大等特点[2]，患者往往因多次就诊或辗转多家医院而产生大量的诊疗信息。但由于结核病定点医院均采用独立的医院信息系统(HIS系统)，就诊信息不能“跨院共享”，给患者筛查、治疗、管理及费用报销等工作带来不便，管理者也因此很难掌握患者的检查、用药、治疗、随访等信息，给结核病防控工作造成了很大的困难[3-5]。因此，建立一个高效的结核病定点医院、疾病预防控制部门、基层医疗卫生机构间数据互联互通、标准统一、深度融合的结核病信息管理系统，是当前亟需解决的问题。笔者以宁夏地区2019年初投入使用的《宁夏结核病防治管理信息系统》为例，探讨“互联网+”在结核病防治工作中的应用价值，为更多地区结核病患者的治疗管理工作提供经验。

系统设计原则及架构

《宁夏结核病防治管理信息系统》是采用先进成熟的云计算信息技术，为满足自治区第四人民医院(宁夏结核病防治所)、各级疾控中心、各级定点结核病防治医院和基层卫生服务机构等业务单位之间的结核病防治服务相互协同、实现结核病防治信息平台的互联互通和信息共享而开发的信息服务支撑平台。该系统具备性能完善的系统安全基础设备，包括网络防火墙、入侵检测、病毒防范、用户识别等信息安全软硬件系统，并设专人日常监督管理与更新。可制定数据交换规则，即采用可扩展标记语言作为数据组装格式完成上行数据交换；采用“json_encode”作为数据组装格式完成下行数据交换。其主要架构分为业务层、接入层和交换层。业务层包括用户注册、智能影像筛查、远程门诊、双向转诊、结核病医疗卫生信息共享与业务协同等主要服务组件。接入层关联辖区内所有定点医疗服务、公共卫生服务、社区卫生服务等结核病防治机构所产生、采集、管理和使用的辖区内居民相关结核病信息数据，包括临床结核病治疗数据、结核病患者管理数据、智能影像筛查数据、结核病患者转诊数据等；各级医疗机构只需通过链接点接入到《宁夏结核病防治管理信息系统》，即可实现区域内结核病相关数据的查询。交换层则可以实现各级结核病防治机构间的信息交互、互联互通、资源共享，具体见图1。

功能和应用

图1 宁夏结核病管理信息系统构架

截止到2019年底，《宁夏结核病防治管理信息系统》已与19家结核病定点医院HIS系统相连，占全区定点医院总数的95.00%(19/20)。患者无论在哪家定点医院就诊，只需读取患者身份证ID或输入身份证号(为系统唯一识别主索引)，便会在《宁夏结核病防治管理信息系统》自动实时显示出电子病历；该电子病历是在现有医院信息管理系统、电子病历系统(electronic medical record system，EMR)、实验室系统(laboratory information system，LIS)和医学图像存储与传输系统(picture archiving and communication systems，PACS)的基础上以患者就诊时间为轴线建立的，可以帮助临床医生客观地掌握患者历史诊疗情况及结果，制定更准确有针对性的诊疗方案。包含患者的个人基本信息、疾病史、历次诊疗资料，以及检查检验项目内容、时间及结果等既往诊疗信息共计530余项；并可将所有患者的基本信息、体检筛查、疾病史等91项必报内容自动上传至国家《新型结核病监测系统》，保证了结核病患者信息上报的及时性。该系统3个主要功能及应用如下。

一、疑似结核病患者的上报

2019年19家已安装《宁夏结核病防治管理信息系统》的结核病定点医院共计抓取符合条件的疑似结核病患者3258例，单月最高抓取结核病疑似患者397例，高于《传染病监测系统》报告的2445例患者。2019年1—12月份两系统上报疑似结核病患者例数见表1。匹配患者(在《传染病监测系统》和《宁夏结核病防治管理信息系统》中均有报告记录的患者)占《传染病监测系统》抓取患者的85.60%，单月最高匹配率达97.53%，2019年各月份《宁夏结核病管理信息系统》匹配患者的匹配情况见表2。

二、人工智能影像筛查功能

该功能于2019年7月开始搭建，10月初挂接数据库、创建基本组织框架、人员基本信息架构、分配各部门负责人账号。继而将上报的采集数据逐步导入信息化系统数据库，开始试运行阶段。通过链接各结核病定点医院和乡镇卫生院放射科影像系统，采集所有患者的正位胸片，系统自动调用“影像标识软件”，该软件后台在记录了大量结核病患者胸片的基础上形成一个可对比的数据标准集，通过对比运算后显示出智能阅片结果，并将疑似患者的标记胸片上传至《宁夏结核病管理信息系统》(图2)。

2019年7月至2020年5月，43家医疗机构陆续安装使用《宁夏结核病防治管理信息系统》中的人工智能影像筛查软件。共计筛查可疑患者3639例，排除2652例，987例判定为疑似结核病的患者在转诊后确诊433例，疑似患者确诊率高达43.87%。随机从3639例可疑患者正位胸片中提取100张，由2名具有高级或者副高级职称的放射科医师依据《WS 288—2017肺结核诊断》[6]标准进行阅片分析，并与智能影像筛查结果进行比较。以放射科专家阅片结果为标准，智能影像筛查结核病的敏感度为90.91%(10/11)、特异度为89.89%(80/89)，Kappa值为0.61(0.60～0.62)，具体见表3。

表1 两系统于2019年1—12月份上报疑似结核病患者的情况 (例)

表2 2019年1—12月《宁夏结核病防治管理信息系统》匹配患者情况

注匹配率(%)=匹配患者例数/(匹配患者例数+不匹配患者例数)×100%；匹配患者指在《传染病监测系统》和《宁夏结核病防治管理信息系统》中均有报告记录的患者

图2 疑似肺结核患者正位胸片。该患者左肺上叶和右肺下叶出现病灶，系统判定肺结核疑似度分别为0.87、0.71

三、手机同步应用程序

宁夏结核病手机同步应用程序采用安卓原生开发，后台服务采用浏览器/服务器模式(Browser/Server，B/S)应用三层软件架构。基层相关医务人员均已安装使用，可利用手机应用程序完成转诊、督导、访视等工作，而患者下载手机应用程序后，可以通过身份证号和移动电话登录，在手机端完成服药提醒、病案查询、信息查看、健康教育等功能，及时掌握自身治疗情况，随时随地学习结核病防治健康知识。

自2019年9月开始推广使用宁夏结核病管理信息系统手机同步应用程序以来，截止到2020年5月已注册医务人员2130余名，共计随访记录1821人(例)次，其中有效随访1125人(例)次，有效随访人(例)次率达61.78%；同年12月为单月最高随访的人次，达1250人次，其中有效随访768人次。对安装手机同步应用程序的98例普通肺结核患者前6个月的平均服药率[96.93%(15 396/15 883)]明显高于76例未安装手机同步应用程序的患者[92.99%(11 411/12 271)](χ2=236.17，P=0.000)，见表4。

讨 论

宁夏回族自治区地处西北内陆地区，经济、文化诸多领域与东部经济发达地区均有着明显差距，卫生事业发展水平更是远远落后[7-9]。“互联网+”是近年来各个领域都需要深化和创新的前沿技术，互联网技术应用到结核病患者防治工作中是一场颠覆性的革新[10]。近年来，随着人民生活水平的提高和健康意识的增强，出现了乡镇卫生院和社区卫生服务机构无人问津、大医院人满为患的现象，这种状态将影响农村居民和低收入人群的卫生服务诉求[11]。

表3 100张胸片以影像学专家阅片结果为标准对人工智能影像筛查效能的评价

注阳性表示判定为肺结核疑似患者，阴性表示排除肺结核疑似患者。敏感度=真阳性例数/(真阳性例数+假阴性例数)×100%，特异度=真阴性例数/(真阴性例数+假阳性例数)×100%，阳性预测值=真阳性例数/(真阳性例数+假阳性例数)×100%，阴性预测值=真阴性例数/(真阴性例数+假阴性例数)×100%

表4 98例安装手机应用程序和76例未安装手机应用程序患者的服药情况

注服药率=实际服药次数/(未服药次数+实际服药次数)×100%

有研究表明，结核病患者治疗依从性差将导致病情迁延不愈、复发、加重，甚至造成耐药结核分枝杆菌广泛扩散等严重后果，这一问题已成为全球结核病疫情控制的障碍之一[12]。周颖等[13]研究发现，信息化管理是提高工作质量和效率的有效途径，特别对提高基层结核病控制工作质量意义重大。通过各级各类医疗机构信息系统之间的互联互通，整合数据资源和应用资源，可以全面提高整体管理水平，降低继发耐药结核病患者的产生，减少卫生资源浪费，使优质卫生服务资源集约化[14]。结核病作为传染性疾病，信息化管理无论对于患者还是家属，或是患者周边接触人员，以及“早发现、早诊断、早治疗”的防控原则都有着重大的意义[15]。

搭建《宁夏结核病防治管理信息系统》，与各级医疗机构的信息互联互通，能够提升结核病防治服务能力，实现全程规范治疗，对逐步实现区域卫生资源、信息资源和服务资源共享，实现公共卫生、医疗服务、卫生管理、医疗保障、药品监管等多方业务协同，提高行政管理效率，为群众提供便捷、优质的医疗卫生和医疗保障服务意义重大。通过人工智能影像筛查，可提高基层医疗机构的影像学筛查能力；系统自动运行双向转诊的功能，实现了结核病三级防治体系的高效运转、无缝衔接，可避免患者反复排队挂号检查之苦，也能够提高患者的治疗效率，降低治疗费用；该系统2019年抓取的每个月的疑似结核病患者例数，基本上都高于《传染病监测系统》，可能与该系统重复抓取了在就诊过程中的复诊和陈旧性结核病患者有关。但由于目前新系统仅安装了19家结核病定点医院，存在综合医院诊疗信息未抓取的情况，造成有少部分患者未能匹配到《传染病监测系统》中。

《宁夏结核病防治管理信息系统》中人工智能影像筛查转诊追踪功能能够帮助医生检出疑似肺结核胸片，完成多个结节的自动检测任务，包括肺部分割、结节监测、结节标识、结节分割、结节定量定性分析，一键生成结构式报告，辅助影像科医生判定、分析胸片，有效提高医疗效率和诊断准确率。同时，随着数据集中储存量的增多，后台数据标准集逐渐完善，能接受到更多的阅片训练，其分析能力、诊断和判定结果的准确性将不断提高，可明显减轻医疗资源紧张的压力，弥补基层医疗机构结核病防治力量薄弱的短板。从目前的使用情况来看，系统存在将部分非正位胸片纳入筛查的情况，说明该系统还需要进一步完善智能化内容。

我国是世界上移动上网人数最多的国家[16]，截止到2019年6月30日已达61.2%；并随着移动互联网的持续深化，手机网民占整体网民的99.1%[17]。对患者开展直接面视下的督导治疗(DOTS)，是我国结核病防治规划要求实施的策略之一[18]。为保障基层工作人员更真实、有效地开展直接面视下的督导治疗，该系统开发了手机应用程序系统终端，可纳入到《宁夏结核病信息管理系统》中并与其同步使用[19]。医务工作者能够通过手机终端随时查看、录入并上传辖区所有结核病患者转诊、追踪、随访、治疗等信息，有利于强化基层医务工作者面对面随访，避免 “隔空随访”，完备基层工作的监督和考评[20]。患者下载应用程序可以根据实际情况设置每日提醒服药，随时随地及时掌握自身治疗情况，学习更多的结核病防治健康知识，达到结核病防治知识宣传普及的效果。手机同步应用程序自2019年9月推广使用以来，随访记录逐月快速增长，取得了良好的应用效果，但由于新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)疫情原因，管理专员不能上门面对面随访患者，导致2020年1月至4月期间系统后台随访记录均为0人(例)次，相信随着COVID-19疫情的好转，手机同步应用程序随访的方式将进一步被推广使用。Chaiyachati等[21]在南非的一项研究表明，通过开发手机应用程序，记录、监测和追踪耐多药结核病患者的不良反应，其不良反应报告率是33%，远远高于传统方式记录的患者不良反应发生率(5%)。

当下，基层工作医疗机构普遍人力不足，老龄化现象严重，理论基础薄弱，业务技能不熟练。学习接受能力与迅速革新的信息技术不匹配，严重影响了结核病管理信息化工作的推广和应用[22-23]。仅以此系统在应用推广过程中遇到的问题提出以下建议：首先，政府部门要提供财政和政策的支持，加快贫困地区经济发展，增加医疗卫生投入；其次，不断提高医务人员的卫生服务能力，尤其是基层医疗机构；再次，行政管理部门大力配合推广，加速信息化应用，选择接受能力较高、需求较大的机构作为试点，以“老带新”的形式逐步达成全覆盖；最后，系统的设计开发和推广过程是多学科融合的结果，应由多学科人员同时参与完成，从不同的专业角度发现问题、整改问题，对加速结核病信息化管理推动意义重大。

综上所述，“互联网+”应用到结核病防治工作中是大势所趋，应当作为结核病防控策略的重要内容。多平台完整集成网络系统将取代人工信息检索和追踪，实现信息反馈及时性、自动化，应当成为卫生医疗服务模式改革的重点工作[24]。宁夏回族自治区已初步实现了全区结核病管理工作的规范化、智能化、科学化和实时化，在进一步推广应用的同时也为全国结核病防治工作特别是西部省份提供了参考。