病案首页智能控制系统设计及应用*

——丁明明 蔡士轩 胡龙军 侯冷晨 钱明平 张 戟 杨佳芳 黄 伟 史福娴 汪佳雯 牛培勤* 陈 恳 陈跃军

病案首页质量控制已成为现代医院管理的重要组成部分[1]。目前，我国病案首页数据质量存在疾病诊断书写不规范、主要诊断选择错误、医疗信息漏填和漏报等缺陷[2]。2019年8月，国家卫生健康委员会办公厅发布《关于按照属地化原则开展三级公立医院绩效考核与数据质量控制工作的通知》，明确电子病案信息录入准确性将直接与医院绩效挂钩。因此，加强病案首页数据质量控制成为医院质控工作新的挑战。

病案首页质量改进需理论和应用创新[3]。人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术在病案信息管理方面已有相关报道，但主要针对首页ICD编码研究[4-5]。本研究介绍了上海市第十人民医院与第三方技术公司合作开发的病案首页智能控制系统，以期为医疗质控、病案管理同行提供借鉴。

1 系统设计

1.1 总体框架

首先，集成院内HIS、EMR、PACS、LIS等业务系统数据，通过ETL(Extract-Transform-Load，数据仓库技术)将分布异构的数据抽取到临床数据中心，进行标准化清洗、转换。其次，基于自然语言处理、机器学习等AI技术，进行数据治理与集成，实现临床数据的标准化、归一化、后结构化，为前端应用奠定基础。最后，通过病案规则引擎库将处理的数据转化为计算机可识别内容，并推断患者合理的基本信息、诊断信息、手术/操作信息等，智能化辅助病案首页数据填写。系统总体框架见图1。

图1 病案首页智能控制系统设计框架

1.2 系统结构

病案首页智能控制系统采用基于Visual C#、Angular和HTML5的开发环境，利用容器云技术(Docker)搭建分布式架构医院信息平台，并与院内业务系统链接，使用消息中间件实现各业务系统的数据整合。同时通过医学自然语言处理方法与深度学习方法，整合医院内部病历、检查、检验等各信息系统，采集病案首页元数据关键指标，形成一套病案首页元数据填充工具，并嵌入院内住院医生工作站，在保证数据质量的前提下，实现对临床文本数据的结构化、标准化治理和深度挖掘，不断提高病案首页在不同信息系统之间的数据抓取能力。

系统结构分为三层：底层数据库治理层、数据校验层以及病案首页展示层。首先，对HIS中的SQL Server原始数据进行抽取和清洗。病案首页的不同内容可以从不同业务系统获取。其次，根据病案首页约束校验机制，对首页数据进行校验，包括非空、数据类型、阈值、语义、依赖性五类约束条件。最后，病案首页展示层将患者基本情况、诊断情况和手术情况以及校验层中的出错信息展示给用户以便调整和操作。系统结构见图2。

图2 病案首页智能控制系统结构

2 系统功能

病案首页智能控制系统包含形式质控与内涵质控两大模块。形式质控是对首页内容完整性的检查，即检查是否有缺填或漏填内容，并以分值的形式显示首页内容的完成度(满分为100分，分值越高表示完成度越高)。内涵质控是对首页内容准确性的检查，即检查所填写的内容与病例中记录的信息是否相符，并给出相应解释或证明。通过形式质控与内涵质控，病案首页智能控制系统可具备基本信息智能监测、诊断信息智能提示和预警、手术/操作信息智能推荐、编码员智能复核等四大功能。

2.1 基本信息智能监测

病案首页中，基本信息包括患者姓名、年龄、联系方式等社会人口学信息，药物过敏、血型、输血反应等体质信息，梅毒检查、新生儿疾病筛查、新生儿体重/性别、抢救次数/成功次数等特殊信息。临床医生打开病案首页后，系统的形式质控与内涵质控可自动检验，如发现遗漏或有误信息，将提醒临床医生完善或补充。

2.2 诊断信息智能提示和预警

2.2.1 出院诊断 对于遗漏或有误的出院诊断信息，形式质控与内涵质控可智能提醒、推荐出院诊断名称及相应ICD-10编码。即系统通过对该患者的病程记录、既往史等信息分析处理，将遗漏在病历中的诊断名称提取出来，同时也可以根据患者指标检查等特性变量推导出诊断名称，供医生参考。当医生填写的诊断编码分类在.8和.9这样的残余类目时，系统可提示此诊断为不规范诊断。如医生对所推荐的诊断有不同意见，可通过点选反馈按钮填写理由，后台技术人员根据反馈结果不断优化模型，为医生提供更准确的推荐诊断服务。

2.2.2 损伤和中毒的外部原因 系统可直接从患者病历中读取损伤和中毒原因内容。例如，摩托车撞伤、高处跌落等关键词，供医生读取，医生读取后可准确、快速填写损伤和中毒的外部原因，另外提供搜索库，便于医生快速检索填写内容。

2.2.3 病理诊断 系统可解析患者病理报告内容，从而读取准确的病理诊断及ICD-10编码，供医生判断参考。若系统发现医生在病案首页上填写的病理诊断与病理报告中不一致，则判断为医生填写错误；若发现读取的诊断未被医生填写，则判断为医生漏填。

2.3 手术/操作信息智能推荐

系统可从病历手术/操作记录中读取相关信息，并推荐所属手术/操作及ICD-9-CM编码信息。另外，对手术记录中可能遗漏的信息，系统通过医学知识图谱可进行推理，如当读取到关键词“呼吸机”，则推荐“气管切开”这项操作，同时显示溯源依据，供医生二次确认。对医生遗漏的信息，如手术日期、手术级别、切口愈合等级、麻醉方式、麻醉医生、手术医生、医助等，也会进行智能推荐。

2.4 编码员智能复核

编码员负责病案首页的编码与复核工作。编码员可通过该系统再次检查医生填写的内容是否完整、正确。当发现医生有重大错误时，编码员可勾选系统提供的质控内容，将需要通知医生的内容加入编辑框内，自动生成标准模板样式，也可编辑个人语言，完成后发至指定医生手机。

3 应用效果

选取准确性、规范性和完整性3个指标评价该智能系统应用效果。对比评价2020年9月-10月(应用传统病案首页信息系统)和2020年11月-12月(应用病案首页智能控制系统)的各100份心内科病历显示，传统病案首页信息系统完成每份病历平均时间是5.2 min，而病案首页智能控制系统是4.6 min；在准确性、规范性和完整性的评价指标中，传统方式分别为77.0%、70.0%和90.0%，而对应的智能方式分别为98.0%、92.0%和99.0%。从中可以看出，病案首页智能控制系统在完成时间和完成质量方面都具有一定优势。另外，从临床医生反馈来看，该智能系统可快速提高其对病案首页信息填报的工作效率，同时也实现了病案首页填写在岗培训。

4 讨论

4.1 病案首页智能控制系统可提高病案首页质量

目前，管理者主要借助PDCA[6]和品管圈[7]等管理方法对病案首页进行质控，以期提高病案首页质量，但多是项目性工作，需投入大量人力。使用按疾病诊断相关分组 (Diagnosis Related Groups, DRGs)工具也能够提高病案诊断信息质量，但仍需对填报人员加强培训，并对首页质量持续监管。本研究介绍的病案首页智能控制系统基于人工智能技术，通过对病历内容语义理解，可对首页中的缺失、错误信息智能分析，辅助临床医生填写，不仅有效减轻了临床医生工作负担，同时也提高了病历内涵质量。同时，编码员借助智能复核功能，有效节约了后期审核时间，并对存在问题精准反馈和修订。病案首页智能控制系统可为首页填写的准确性、规范性和完整性提供多方保障，有效降低差错率，提高病案首页质量。由于该系统推荐的所有判断都是基于对病历内容的分析，所以病历内容记录质量决定着该系统能否发挥最大效用。对此，未来仍需提升病历内涵质量[8]，完善临床医学术语标准[9]，以进一步提升人工智能精确度。

4.2 系统应用局限及改进方向

病案首页智能控制系统在应用过程中存在以下不足：一是该系统与传统病案首页系统分属不同接口，无法实现病案首页内容一键式智能填充，仍有部分内容需要医生依据智能提示来人工完成。未来可将这两个系统合二为一，实现病案首页内容自动填充与质控同步进行，医生和病案质控专员只需复核即可，以进一步提高病案首页内容填报工作效率和质量。二是病案首页智能控制系统对病历中化验指标数字较敏感，会对异常但无实际意义的、不需要处理的检查化验结果进行诊断提示。后续需要根据临床反馈修订系统规则，加大筛选力度，减少不必要的诊断提示和预警。三是病案首页智能控制系统需要临床医生、编码员、信息公司专家团队根据最新诊疗规范、编码规则等建成后台庞大数据库，这需耗费大量时间和精力，且需进行动态完善和维护。

4.3 展望

病案首页信息是目前标准化程度较高、易于挖掘、具有较高应用价值的医疗大数据[10]。DRGs作为典型的以医疗大数据为基础的医疗管理工具，其开发与应用离不开高质量的病案首页数据。国际上成功引入DRGs的国家和地区，无不重视病案数据质量这一基础性工作[11]。

病案首页智能控制系统的应用，将使以DRGs为标准的医保付费更合理，为后续DRGs分组以及按病种分值付费(Diagnosis-Intervention Packet, DIP)提供高质量源头数据保障，也使基于DRGs、DIP的医疗绩效评价、医师绩效考核、医保付费等更科学；使以往单纯靠人工填写、复核的工作上升到新层面，同时也将成为智慧医院建设的重要内容。