基于TTS技术的医院危急值系统开发与应用

□ 张伟峰 ZHANG Wei-feng 章赛飞 ZHANG Sai-fei 泮金鸽 PAN Jin-ge

危急值指患者的检验、检查结果高度异常，当这种异常结果出现时，将有可能危及患者生命，需要医技部门立即通知临床医生给予患者及时、有效的诊治，避免患者失去最佳抢救时机。2016年国家卫计委发布的《医疗质量管理办法》中将危急值报告制度列入《医疗质量安全核心制度》[1]，表明危急值管理已经成为医院医疗质量管理中不可或缺的组成部分，建立临床危急值系统将对降低医疗风险，保障患者安全起到至关重要的作用。

国内现状及发展趋势

目前，国内医院检验危急值电子化应用较多，但放射、B超、心电、内镜、病理等检查类的危急值电子化应用较少，有些医院仍使用电话通知，手工登记的方式。告知方式仍主要以系统弹框提醒为主，部分医院还会增加向开单医生或患者发送短信提醒的功能。应用效果上，系统弹框提醒的消息到达率较高，但确认时间长短不一，尤其是医护人员不在电脑边上时，延时确认问题较严重。而辅助短信因发送对象固定，实际效果也不太理想，存在一定风险。危急值质量管理上，因软件系统不同，数据相对独立，监管难度较大。

我院作为一家综合性三甲医院，对于危急值管理制度的落实非常重视，早在2006年就通过LIS系统实现了检验危急值电子化管理，经过持续改进，逐渐建立了全院危急值统一监管平台，实现了LIS、PACS、心电、病理等系统与HIS系统之间的危急值信息互联互通。同时，为了缩短危急值处置周期，避免因医务人员不在电脑旁边等环境因素的干扰，引入TTS(Text to Speech)语音合成技术，将危急值文字报告转化为语音报告，实现危急值语音告知警告功能，方便了临床医务人员快速获取危急值报告信息。本文主要介绍我院危急值系统的开发和应用情况，旨在为医院危急值报告流程和方法的优化提供参考。

系统开发

1.开发前准备。为使开发出来的信息系统能够适应临床需求和医院实际环境，切实有效地落实危急值报告制度，首先由医院质改处召集各医技部门、急诊、体检、门诊办、信息中心等部门共同商讨危急值处置相关事宜。明确软件开发目的，确定危急值报告范围及处置流程、方法、人员、时间等关键要素，同时对危急值内容进行归纳，尤其是放射、B超、心电、病理等非检验类危急值文字描述的标准化处理，便于危急值自动识别和统计分析。

2.系统功能开发

2.1 基于TTS的医院危急值系统的设计思路。TTS是一种将文本转化为语音的技术。最早的电脑文本语音数据转换，是依靠在语音文件目录中，按照文件名找到一个个事先录好的语音文件，并按顺序播放来实现的。操作起来非常麻烦，而且字词之间衔接不流畅，没有语境，效果较差。微软公司的Microsoft-Speech SDK5.1语音引擎开发包及市场上基于此引擎推出的TTS语音库解决了该问题。利用此引擎转换出来的语音具有自然语音中的声调、重音、发音速度变化等细微特性，合成的语音清晰自然，富有感染力[2]，为多媒体软件开发提供了便利。本系统的语音合成部分，正是利用Microsoft-Speech SDK5.1语音引擎同时结合VW-Liang中文语音库实现的。具体设计思路如图1。

图1 医院危急值系统设计思路

2.2 检查类危急值报告电子化的实现。检查类危急值与检验危急值在判读方式上相差很大。检验危急值基本上属于数值型，可根据性别、年龄等要素设定不同值域范围，直接由计算机自动比较发现。而检查类危急值因其包含在一大段的诊断报告中，且诊断报告的描述往往以自然语言描述的方式存在，很难让软件系统自动判断出报告是否存在危急值。本功能的实现方法是依托原有PACS等信息系统，根据本院《危急值管理制度》中定义的危急值文字描述，分别建立危急值标准化字典。同时，为字典中的每条危急值设定关键字。如B超危急值：“急性心肌梗死”。可设定1个主关键词“急”，3个辅助关键词“心肌”、“梗”、“死”。程序上定义主关键词与辅助关键词之间使用逻辑关系符“and”，辅助关键词之间使用逻辑关系符“or”，以此形成危急值特征表达式。医生在审核诊断报告时，软件系统根据特征表达式在诊断报告中进行全文检索，判断是否存在危急值。承上例，系统在搜索时发现报告中有“急”字，并且同时包含“心肌”、“梗”或“死”三个关键字中的任意一个关键字时，则判断存在危急值风险，此时系统进行自动弹框提醒。诊断医生根据提醒再度核查报告内容。确属危急值的，从危急值字典中选择对应危急值保存到系统数据库中，系统同时触发中间件写入危急值平台数据库。

2.3 危急值数据归集的实现。医院危急值数据来源较多，除常见的检验LIS系统外，还包括PACS、心电、病理等医院信息系统。根据软件厂家的配合程度，可采用两种不同的对接模式。一是接口模式。这种模式需要软件厂家对原有信息系统进行改造，适合厂家配合程度高的软件。系统设计在审核报告环节调用接口，实现数据交互，将危急值内容写入危急值平台数据库。临床确认危急值时，再次调用此接口，将危急值状态等处置信息回写给原系统，以完成闭环。第二种模式是通过数据库dblink+触发器的方式实现。这种方式适合厂家配合程度低的软件。因无法修改软件系统，可在两套系统的数据库间分别建立两个dblink链接，用于数据库间数据互访。同时分别在数据库上各建立一个触发器，以insert、delete、update危急值表为判断条件，触发数据库触发器运行，实现两个数据库间危急值数据的插入、删除和状态修改，实现不修改源代码的情况下达到危急值数据归集的目的。

2.4 TTS语音播报功能的实现。首先在操作系统中安装Microsoft-Speech SDK5.1语音引擎与VW-Liang中文语音库，以提供TTS开发环境，然后使用Power Builder9.0进行程序开发。代码编写主要包括程序间的数据传参，语音库列表与音频输出驱动的获取，文字朗读控制，timer函数事件的循环执行几个部分。最后将程序进行编译，做成TTS语音小程序，并放置于临床或医技科室业务程序目录下。当业务程序监测到危急值时，立即弹窗提醒并强制窗体显示在电脑屏幕最前端，不确认无法关闭提醒窗口。同时，加载TTS语音小程序并将患者信息、危急值信息整合后传递过去实现语音输出。

2.5 危急值反馈模块的实现。建立反馈模块的目的是因为危急值存在未及时送达的可能。具体情况可分为三种：一是医技科室漏发；二是已发送，但系统故障，数据没有从原系统中写入危急值平台数据库；三是临床医务人员没有关注到。为降低上述情况的影响，确保危急值数据快速并且100%发送，危急值反馈程序必须在原业务系统数据库的基础上进行二次开发。为了醒目，程序以大屏幕投放的方式展现，同时结合色彩管理，在危急值产生时就开始倒计时。5分钟内记录为绿色，超过5分钟未发送或未确认该条记录显示为红色，同时调用TTS语音小程序进行语音告知警告，促使医技科室采取措施予以补救。

2.6 危急值监管模块的实现。危急值监管模块主要契合管理部门需求进行开发，以形成各种报表为主。例如能够分类展示各种危急值详细信息，能够统计危急值确认时长等。通过对这些报表的应用，可以达到管理部门监管全院危急值的目的。

危急值系统应用情况

系统投入使用后，临床反映良好。同时，对比历史数据发现，通过TTS语音告知警告方式传递的危急值，处置周期明显比其他方式缩短，这说明TTS语音告知警告方式在危急值消息传递中具有显著作用。总体而言，危急值系统的应用有效降低了医疗风险，保障了患者安全。而危急值监管模块的使用，也促使医务部门不断地通过数据分析发现和整改危急值处置中存在的问题，提高了整体医疗质量。