基于临床决策支持系统的新生儿早期诊疗护理预警模型的构建与应用

巩婷婷 金靓 郑雅宁 丁苗 丁颖

(南京大学医学院附属鼓楼医院 妇产科，江苏 南京 210008)

临床决策支持系统(Clinical decision support system，CDSS)是一种利用人工智能原理与方法，针对半结构化或非结构化临床问题，基于知识推理和逻辑运算自动完成电子病历中相关患者数据的采集、处理、分析，并在适当的时机通过人机交互方式向决策者提供有价值信息辅助决策的系统[1]。CDSS被认为是医学与人工智能结合的必然趋势，我国政府出台了多项政策促进医院信息化的可持续发展[2]。2018年国家卫健委下发《全国医院信息化建设标准与规范》(试行)[3]指出：临床决策支持护理工作要实现智能录入、智能生成、智能提醒、护理病历质控整改等功能。二胎时代，产科母婴同室病区面临着母婴数量多、病情重、新技术应用增加与医护人力资源相对短缺的特点，导致护士决策的难度增加、准确度下降，护理文书书写标准化不足[4]，容易发生不良事件；同时护理决策是影响患者安全的关键因素[5]，CDSS可以提高决策的准确性和效率。本研究基于CDSS构建新生儿早期诊疗护理预警模型，旨在提高护士对临床指南等规范执行的依从性，帮助其高效决策，从而提高护理质量，保障新生儿护理安全。现报告如下。

1 对象与方法

1.1研究对象 本研究选择产科一体化病区(112病区)、产后危重症病区(111病区)及产后母婴同室病区(110病区)作为试点科室开展研究。3个病区共有床位81张，护理人员60名。知识库构建时间为2018年6-9月。临床应用时间2018年10月-2019年3月(其中2018年10-12月在112病区做预测试，2019年1-3月在3个病区同时使用)。纳入研究的试点科室护理人员共60名，均为女性；平均年龄(33.42±5.78)岁；职称分布：副主任护师3名，主管护师9名，护师42名，护士6名；学历：研究生1名，本科52名，大专7名。纳入研究的母婴同室新生儿(排除进入NICU治疗的新生儿)：应用系统前后内共纳入新生儿2 180例，其中应用前(2018年6-9月)1 220例，应用后(2018年10月-2019年3月)共计960例；应用前后共计纳入新生儿母亲2 180名：年龄(29.25±4.58)岁；学历：研究生及以上665名(30.5%)，本科生875名(40.1%)，大专及以下640名(29.3%)。

1.2方法

1.2.1新生儿早期诊疗护理工作结构 以临床护士为用户主体，母婴同室病区新生儿(含未入NICU治疗的早产儿)为服务对象，新生儿家属为潜在服务对象，根据医生工作站诊疗系统(HIS医嘱系统)下达的治疗任务和护士工作站护理系统(护理医惠系统)基于新生儿诊疗护理常规下达的新生儿日常护理任务，梳理工作流程，设计出符合临床实际工作流程的新生儿早期诊疗护理工作结构图。通过智能录入和人工录入的方式，利用PDA端或PC端，将获得的新生儿常规监测数据和日常护理信息导入计算机信息系统进行存储和整理，呈现新生儿早期诊疗护理常见问题，基于新生儿护理决策支持系统推理设计出多维度新生儿早期诊疗护理质量指标和预警值，生成干预措施，构建新生儿早期诊疗护理预警模型，见图1。

图1 新生儿早期诊疗护理工作结构图

1.2.2基于CDSS的新生儿早期诊疗护理预警模型构建

1.2.2.1系统设计 根据医、护、患多角色意见及建议以及专科特点设计出符合现有临床护理工作流程的CDSS系统的知识库架构。(1)建立多学科专家组，项目专家共12名，包括儿科主任医生1名、儿科主治医生3名、产科主任医师1名、产科主治医生2名、护士长1名、主管护师2名、护理部信息质控人员1名和信息工程师1名。(2)建立知识库：根据国家及省卫健委等级医院评审要求、国家卫健委医院管理研究所护理质量数据平台为依据[6]，检索了中文及外文数据库,包括中国知网、万方数字化期刊和Cochrane Library等，检索出公开发表的关于新生儿诊疗及护理相关文献，专家组通过对文献反复循证后进行整理、分析转化，最后录入知识库。(3)医院内信息系统内外网全整合：通过院网“云平台”将医生工作站HIS系统、护理医惠电子病历系统、PDA用户端、检验检查信息系统与“317护”健康教育系统实现无缝对接，确保数据的智能录入和集成导出。(4)新生儿早期诊疗护理预警模型构建：以临床护士工作需求为导向，设计出多维度新生儿早期诊疗护理质量指标和预警值。(5)知识库更新：专人负责收集CDSS使用数据，护士长做效果反馈，专家组论证并结合大数据分析，保证知识库的持续更新。

以新生儿疾病知识库中新生儿心脏筛查为例，知识库内容的构建路径如下。(1)专家组成员分工：儿科主任将国家卫健委开展新生儿心脏筛查的技术规范和工作方案列出，明确筛查时间(出生后6～72 h)、方法(心脏听诊和经皮脉搏血氧饱和度测定，Ⅰ级证据A级推荐)；儿科主治医生搜索文献制定操作步骤，检查部位(清洁右手及任意1足，安静状态)，结果(阳性和阴性的标准，设置报警值界限，Ⅱ级证据A级推荐)；护士长等查阅文献制定工作流程图，并将操作部位、技术规范和结果导入知识库(Ⅲ级证据B级推荐)。(2)专家组通过对相关文献整理并划出推荐等级后，由信息科质控人员进行数据转化录入医院内外网云平台，对接医生工作站和护理医惠系统等客户端。(3)临床医护人员实践，发现问题及时处理和更新知识库信息。

1.2.2.2技术架构 CDSS系统构成一般有分为3大类[7-8]：一是基于知识库的框架；二是基于非知识库的框架；三是两者混合，目前临床应用较多。本研究设计的新生儿早期诊疗护理CDSS系统也采用两者混合，具体分为3个界面：支撑界面、大数据分析界面及人机交互界面。(1)支撑界面：护士将新生儿信息和监测数据录入计算机系统。(2)大数据分析界面：挖掘分析数据，包括静态干预和动态干预，静态干预判断标准主要参考病区维度和单个新生儿维度给予诊断、预测、计划等，动态干预方式为提示或报警等，最终实现决策应用[9-11]。(3)人机交互界面：本研究根据临床护士实际工作流程需求梳理出新生儿早期诊疗护理管理指标共8项(新生儿喂养效能管理、新生儿体温管理、新生儿血糖管理、新生儿出生早期血氧及心率管理、新生儿黄疸管理、新生儿体质量管理、新生儿心脏筛查项目管理及新生儿早期疾病筛查项目管理)[12]。专家组根据8项管理指标设计出单个项目预警值和护理干预规则并触发干预措施，并据此构建出新生儿早期诊疗护理预警模型。

1.2.2.3新生儿早期诊疗护理预警模型 新生儿早期诊疗护理预警模型分3部分。(1)8项预警护理CDSS规则界面：分为6个维度，包括项目内容、项目提醒、数值范围(正常值、异常值1级、异常值2级、异常值3级及无效值)、功能提示(正常录入、异色提示、对话框提示、系统提示无效值及无法正常录入提示)、阈值报警(系统显色预警、手动启动措施预警、系统强推措施预警、PDA或PC端声音预警)和对应措施(医护联动措施模块、预警规则护理措施模块及启动健康教育推送模块)。(2)新生儿早期预警评分(MEWS)：本研究根据黄晓波等[13]新生儿早期预警评分系统应用研究进展，提取新生儿早期预警评分表，设置MEWS评分界面的8个项目(呼吸频率、血氧饱和度、体温、心率、血糖、皮肤颜色、体质量和意识水平)；根据临床指南推荐的范围设置各个触发值，系统自动计算预警分值并作分级预警提示，在PDA端和PC端同步弹框提示，需要护士手动解除预警提示。(3)医护交互管理规则界面[14]：此界面分为3个维度，即预警项目(依据专家组讨论需要医生处理的新生儿早期诊疗护理项目和新生儿预警评分结果)、预警数量与分级提示(根据实际情况推送)、可视化呈现方式(分为医生工作站起始界面和开具医嘱界面)。新生儿早期治疗护理预警模型工作流程，见图2。

1.3实施方法 我院于2018年6-9月完成基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型的系统构建和开发工作；2018年10月-12月在产科一体化病区(112病区)进行临床测试，测试阶段112病区护士长反馈实际使用情况，项目组根据反馈不断优化和改进系统功能。2019年1-3月在产科112、111和110的3个病区同时使用，完成对产科全体护士培训，培训方式为业务学习授课、录制使用视频并下发使用手册电子版。

以新生儿体质量管理为例，基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型的应用过程如下。临床护士按照新生儿出生管理规范流程测量其出生体质量，使用PDA将测量数据录入护理医惠电子病历系统；按照新生儿护理常规护士每日录入体质量测量数值，计算机系统自动根据决策支持系统的知识库触发计算功能，在录入数值的同时自动计算出该数值与其出生体质量相比所下降的百分率，根据体质量下降幅度规则转化，分三级预警提示：<7%，在PDA护理任务端和PC端同时显示预警数据，护士手动触发干预措施和推送“317护”宣教模块中新生儿生理性体重下降宣教内容；7%～10%，在新生儿早期预警评分界面显示体质量数值和预警值，强制弹出对话框预警并自动触发护理干预措施，加推科普宣教内容至新生儿家属手机端；>10%，直接进入医护交互管理界面，在医生工作站起始界面弹出体质量数值和下降预警值，督促医生下医嘱，共同处理，改善新生儿体质量下降结局。

图2 新生儿早期诊疗护理预警模型工作流程图

1.4评价指标

1.4.1模型应用效果分析 评估模型应用前后的新生儿风险评估及时率及预防措施落实与风险评估合格率。(1)新生儿风险评估及时率=发生异常风险值在30 min内有医嘱或处理的新生儿数/受试新生儿总数×100%。(2)预防措施落实与风险评估合格率=接收到健康教育推送的家属数/受试家属总数×100%。

1.4.2护士对系统满意度评价指标分析 应用D&M信息系统成功模型理论[15]对本系统进行评价。 根据模型自行设计评价系统应用的调查问卷,采用整群抽样对使用该系统的护士进行横断面调查,内容包括6个维度,共14条目,即系统可用性(满分20分)、数据可靠性(满分15分)、系统支持力度(满分15分)、使用意向(满分10分)、总体满意度(满分5分)和净收益(满分5分),采用Likert 5级评分法,1～5分表示“很不满意”～“很满意”。该问卷的Cronbach′s α系数为0.87, 问卷效度测评得出效度为0.86。由专人发放问卷给使用者, 用统一指导语解释填写要求,问卷当场回收。本研究中纳入培训的护士中有10名因产假及病假等原因未发放问卷，实际发放问卷50份,回收50份,其中有效问卷50份,有效回收率为100%。

1.4.3早产儿家属满意度 经统计，应用后的960例新生儿中有早产儿196例，早产儿触发的预警系统率约为68%，且早产儿家属对早产儿症状的早期识别关注度高，配合完成健康教育和调查表的意愿度高，因此系统应用后自制早产儿家属对护士的“满意度调查表”，内容包括5个维度,即健康教育、人文关怀、服务可及性、质量与安全及总体满意度，调查表共计10个条目，每项 10 分，满分 100分，≥90 分为满意；出院时随机抽取早产儿家属发放调查表，发出30份，回收30份，有效回收率100%。

2 结果

2.1模型应用效果分析 护士应用新生儿早期诊疗护理预警的CDSS系统后,新生儿风险评估及时率(96.94%)高于模型应用前(85.18%),差异有统计学意义(P<0.001)；应用后预防措施落实与风险评估合格率(98.13%)高于模型应用前(90.35%),差异有统计学意义(P<0.001)。

2.2护士对系统满意度评价指标分析 50名护士对系统的可用性评价为(18.63±1.13)分,数据可靠性为(14.22±1.42)分,系统支持力度为(13.51±2.23)分,使用意向为 (8.51±1.52)分,总体满意度为 (4.42±0.51)分,净收益为(4.19±0.63)分，各维度评分均处于较高水平。

2.3早产儿家属满意度评价 30名早产儿家属对护士的满意度为(98.12 ±1.61)分，处于较高水平。

3 讨论

3.1跨学科多模式合作保障了基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型具有实用性和可行性 本研究团队由临床产科医生、儿科医生、护理管理者、临床护士和数据库工程师等专家组成。根据临床实际工作流程梳理出的新生儿早期诊疗护理质量指标项目，经专家组充分讨论和循证，对每个项目指标的逻辑、数据源、用户群、收集和反馈周期等关键信息进行分析，构建新生儿早期护理诊疗决策知识库，创造性地设计出新生儿早期诊疗护理预警模型。通过内测与小规模试用并及时反馈；使用前对全体护士培训，尤其是重点培训该决策支持系统的实用性和便利性，从护士实际工作需要出发促进护士使用的意愿和主动性；引入新生儿早期预警评分系统(MEWS)，利用计算机自动评分，减少护士人工计算失误；医护交互界面增加医护的沟通途径，保证新生儿早期诊疗护理质量。

3.2构建基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型有利于提高临床护士决策的效率和准确性 本研究基于临床实际工作需要，经专家组充分讨论，几乎涵盖了新生儿早期诊疗护理的大部分问题和决策需要。通过内测和试用，该系统的稳定性和使用便利性等优势明显，尤其为低年资护士等经验不足或新技术应用水平不足人群提供了高效和准确的决策支持，提升了护士对执行护理常规的依从性，促进护士评判性思维的养成，帮助“新手护士”具备“成熟护士”的经验和水平，快速做出临床决策，同时也提升了护理工作效率及护理电子病历记录内容的质量，从而改善新生儿护理结局。本研究中，新生儿风险评估及时率及预防措施落实与风险评估合格率均高于应用前，差异有统计学意义(P<0.001)。此外，护士对系统满意度评价处于较高水平，说明护士对系统的满意度较高。

3.3构建基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型有利于提高早产儿家属满意度 本研究结果显示，早产儿家属对护士的满意度较高。分析原因：满意度很大程度上取决于被护理时的感受及护理结局的影响。早产儿家属由于对早产儿护理知识的缺乏，希望获得更多更全面更专业的护理知识。CDSS系统的实施明显地减少护理工作量，并能够使护理工作系统化、精细化、精确化，使得护士有更多的时间去了解并满足家属及早产儿的需求，更加有针对性地提供相关护理知识，进行相应的护理，可及时预警早产儿的病情变化，从而提高了家属满意度。

3.4基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型构建需要持续完善和不断更新 本研究仍存在一些不足，一方面CDSS系统本身仍需进一步完善，包括非结构化数据收集不足、准确性低，对一些经验类直觉性知识转化能力弱，电子病历系统建设尚不完善，仍存在信息孤岛现象[17]；另一方面，在应用上，医、护、患多角色人群接受新事物均需一个过程。因此，未来需要不断更新思路和理念，培养医护人员对规范指南执行的依从性，以减少护理诊断错误导致的护理不良事件。科学地构建知识库是系统持续发展的基础。本项目基于循证研究，经专家组论证，梳理出新生儿日常护理工作流程；抓取8大指标项目并构建新生儿早期诊疗护理预警模型。但是随着新生儿常规护理的发展，新生儿护理任务的需求增加，护理新技术的应用和发展，医院信息系统智能化水平的不断提高，获取数据和信息能力日益增加，护理决策支持系统的深度和宽度亦将不断得到提高和更新。因此，本次梳理的质量指标项目库需要持续完善，预警模型阈值[16]需科学设定并及时更新，项目的构建过程需要持续完善不断更新。

综上所述，基于CDSS系统的新生儿早期诊疗护理预警模型的构建可以为临床护士在照护新生儿以及对疾病进行早期识别和护理干预时提供正确高效的决策支持[18]，提升护士对临床常规执行的依从性，促进其评判性思维的养成，提高护士参与护理质量管理的能力，提高医、护、患多角色满意度。本研究在临床应用中已初见成效，值得临床推广。