基于信息互联互通的重症监护信息系统设计与应用

韦 鑫，李 兵

（柳州市工人医院，广西柳州 545000）

重症监护室收治的患者大多病情相当危重且状态非常不稳定[1-2]，紧张繁重的医疗救治下，医护人员在医疗信息处理上所花费的时间经常不足，若没有一套健全、规范、自动化、信息互通的重症信息系统作为支撑，临床的诊断、治疗和护理工作效率会越发低下[3]，轻则会对信息系统数据的记录有差错，重则可能因对患者病情异常发现不及时而耽误最佳治疗时间，需要付出更大的代价去治疗，造成更多的医患矛盾[4-5]。国家卫健委明确要求：三级医院要实现院内各诊疗环节信息互联互通，打通医院内部和外部的信息孤岛[6]。鉴于此，根据临床的实际需求，该文对基于信息互联互通的重症信息系统的设计、实现和应用进行了分析。

1 需求分析

重症医学科作为医院医疗工作最苦、最累、最繁重的科室之一，肩负着把病危患者从死亡边缘拯救回来的重担，因此对医疗信息准确性、完整性、及时性的要求很高，而且在记录这些信息的同时要能够处理好临床救治中的各项工作，应从护士、医生和管理人员不同维度提出以下核心需求：

1）护士的核心需求。患者的各项体征数据能够自动采集并规范记录在电子护理文书中；监护设备能够通过无线设备不受空间限制地发送数据；在重症信息系统中记录的医疗数据可以在电子病历中查看并引用；患者体征状态异常值能够通过系统做出明显提醒并给出处理建议；药品医嘱执行时微泵用药能够自动换算流速单位并计算药用量。

2）医生的核心需求。在重症信息系统中可以查看患者的检验检查、用药和手术等医疗信息；根据系统已有的体征、护理、感染数据自动计算出评估评分；并对患者的医嘱执行、体征状态、导管状态、感染状态进行监控。

3）管理者的核心需求。科室收治病种的情况统计；监护设备使用情况统计；重症质控指标统计；医学知识库的更新与配置；人员权限的配置；系统运行状态的监控。

2 系统设计

2.1 总体架构设计

重症监护信息系统使用B/S 架构[7]，医护人员打开浏览器就能够使用系统，系统在医院早期配置低的电脑上也能顺畅运行，并且在服务器端升级功能后，只需重新打开浏览器就能够获得最新版本的软件。重症监护系统通过医院信息集成平台HIP（Hospital Information Platform）[8]，与ESB（Enterprise Service Bus）服务总线进行交互[9]，根据患者主索引，将患者体征、护理和评估评分等数据存入CDR（Clinical Data Resposiry）数据中心[10]，当患者转科后，其他科室的医护人员可在电子病历或医生、护士工作站查看或引用这些数据。当重症医护人员需要查看患者的检验、检查、治疗、医嘱等医疗信息时，系统通过Webservice方式跟集成平台进行消息交互（遵循HL7 V3 标准），将获得CDR 的数据存入本地数据库[11]，再由Web 页面展示出来。重症监护信息系统整体的互联互通架构如图1 所示。

图1 系统互联互通架构图

2.2 网络架构设计

重症监护室每张病床旁边都会配备吊臂，上面有丰富的接口，如市电插座、网口、氧气输出口等。传统的监护设备采集方式是通过有线传输模式将数据由局域网传给服务器进行解析并存储，但当监护设备随着病床迁移时，数据将会出现断联，监护过程中断常会导致患者病情变化得不到记录，遗漏患者重要的病情变化，错失治疗患者的最佳时机。反复拔插数据线或网线，长久会致使接口处接触不良而发生监护数据断联，进而导致回到护士手工记录的状态，严重降低工作效率。因此，从以下几个方面对系统的网络架构进行设计（整体网络拓扑如图2所示）：

图2 系统网络拓扑结构图

1）在医院已完成无线局域网建设的基础上，各监护设备通过数据通信接口（RJ45 网口、RS232 和RS422串口等）接入无线收发器，再与无线AP（Access Point）接入点连接[12]，为了保证数据安全，防止外来非认证设备接入无线内网，需要在无线控制后台对所有接入设备进行注册与绑定。监护设备的数据通过无线方式经过多层交换机的转发和防火墙的过滤传输到生产服务器，不用担心断联，也可在科室间“漫游”。

2）数据的冗余性能够保证主业务生产环境不可用时，通过备份进行恢复。该系统通过光纤连接异地机房进行备份，由备份一体机每天0～2 点在重症业务最少的时候进行自动备份数据库，由于备份时需要开启数据库归档日志功能，须定时清理每日增长的日志，否则会引起服务器磁盘空间不足导致系统崩溃，影响临床工作的正常开展。

3）医疗数据属于保密信息，尤其对于重症监护患者的各项信息，如果遭受外来入侵恶意修改和泄露，不仅会引发很大的医患矛盾，而且会给患者亲属造成不可估量的伤害，并对医院造成巨大损失，所以在重症业务生产端和备份端的出口部署边界防火墙、数据库审计系统、态势感知系统、防泄密系统、IPS 系统、运维审计系统等一系列安全设备[13]，防护网络边界整体安全的同时能够保证网络边界双向流量安全，符合三级等保2.0 的要求。

2.3 功能架构设计

重症监护信息系统的功能模块有医生管理、护士管理、统计中心和系统管理，如图3 所示。医生管理包含每日核查、感染监控、患者评估、医嘱监控、导管监控、自动质控评分、医疗信息查看、体征数据查看；护士管理模块包含入科管理、设备管理、护理记录、医嘱执行、异常提醒及处理、导管记录、文书归档和体征监测管理；患者统计中心包含收治病种统计、工作量统计、监护设备使用统计、临床医疗质量、个性化高级统计和国家质控上报指标统计；系统管理包含角色权限、登录认证、医护相关配置、接口开关、系统状态监控和知识规则设置。

图3 系统功能架构

3 系统主要功能实现

该系统采用B/S 前后端分离设计的架构，前端技术使用HTML5+CSS+JavaScript 对交互页面进行设计与开发，后端技术采用.net 框架C#语言进行开发，在Windows server 2012 R2 服务器IIS 环境上部署Web项目[14]。数据库采用异构类型的Oracle+MongoDb 模式，由于MongoDB 非常适合大量数据实时插入、更新与查询，缓存性能高，适合“低价值”数据的批量存储，所以在多监护设备高并发数据实时存储时能够有很高的写入速度。利用Kettle 抽取工具将抽取MongoDB 的JSON 格式监护数据同步到Oracle 业务数据库[15]，供前端随时调用。因此，需要对护士、医生、统计中心和系统管理功能的实现进行分析。

3.1 护士功能实现

护士将患者收入科室后，在系统里录入患者相关信息，绑定相关监护设备，执行医生开的相关医嘱，对于微泵注射的血管活性药品能够自动换算成μg/kg/min 流速单位并计算每小时用药量，能够根据患者体征、用药、监护异常值等相关信息进行护理措施干预，最后形成一系列的电子护理文书。重症信息系统自动获取监护设备体征数据或录入血糖、氧流量等数据后，由护士复核数据的准确性和逻辑性，正确无误后点击“保存”，由系统自动向HIP 调用服务推送数据到CDR，护士在书写电子病历时就可以调用CDR 的这些数据进行查看和引用，监护数据互联互通传输流程如图4 所示。

图4 监护数据互联互通传输流程

护士每隔一个小时在重症信息系统中为患者采集随机血糖值，并在电子病历系统自动从CDR 中获取重症信息系统血糖值，操作界面如图5 所示。作为护理记录的一部分，护士在此节省了一半的工作量，并且护理部进行每月护理质控时，不用在两个系统之间比对是否记录有遗漏和不一致，有效提高了医疗质量控制环节的效率。

图5 获取重症系统血糖值的操作界面

3.2 医生功能实现

医生根据重症患者的体征数据，从CDR 中获取检验、检查、用药和手术等医疗数据，在系统里进行每日的清单核查，包括深静脉血栓预防、体征状态核查、导管及感染状态监控、血管活性药输注检查、危重症程度的评估等。APACHE Ⅱ评分是衡量重症患者是否处于病情危重的关键指标[16]，需要根据患者的护理评估、年龄、体征数据、检验数据等进行计算，在系统中点击“提取”，可一键自动提取并计算评分，解决了医生长久以来手工填写与核算的问题，让医生可以抽出更多时间专注于病人的救治，提取相关数据自动生成APACHE Ⅱ评分的操作界面如图6所示。

图6 自动生成APACHE Ⅱ评分的操作界面

3.3 患者统计中心功能实现

作为重症医学科的管理人员，利用信息手段来了解科室每天、每月、每年的患者收治、仪器设备使用、医护人员的工作等情况是为制定工作计划、调整工作方案、合理分配工作绩效提供准确的支持决策数据。科室主任或护士长进入统计中心模块，点击“收治统计”可以查看默认近一个月的收治患者情况，也可通过自定义选择任意时间范围统计数据，其中包含住院总病人天数、平均住院天数、床位周转率等，对科室出入院量和入院患者来源做了图形可视化分析，近一个月的科室收治患者情况如图7 所示。

图7 近一个月科室收治患者情况

3.4 系统管理功能实现

重症信息系统的后台管理不仅科室管理人员需要，而且管理系统的信息技术人员也同样需要。信息技术人员在管理后台对各项功能模块的参数设置、运行状态、各类接口和系统日志等情况进行日常巡检；科室管理人员可以对使用该系统的医护人员和职能科室人员进行不同权限的控制，监测表单的修改、护理措施的设定以及护理计划的维护，对护理计划模板进行维护的情况如图8 所示。对于刚入科的低年资护士在遇到患者发生异常时，可以利用已维护好的知识决策规则为自己提供处理建议。

4 应用效果

重症监护信息系统从2018 年8 月上线以来，从护士、医生和科室管理者三个维度不断地根据临床实际情况提出大量需求，经过数次大版本更新迭代，形成一个能够提高医护人员工作效率、节省记录医疗数据花费时间、减少不同系统间数据转录而发生的差错、提升科室精细化管理水平的管理系统。表1为该系统上线前后护士、医生和科室管理者的应用效果对比。

表1 系统上线前后各角色的应用效果对比

5 结束语

综上所述，基于信息互联互通的重症监护信息系统，能够以无线传输的方式采集监护设备数据，并自动写入患者的电子医疗文书中，与HIP 交互将数据存入CDR，供院内其他系统查看和引用，同时该系统从CDR 获取检验、检查、用药和手术等数据，医护人员不用多次切换多个系统进行查看，节省了大量时间。系统的互联互通和自动化使医护人员能够方便、快捷地了解病情并及时采取相应措施，在很大程度上提高了临床各环节医疗质量控制和规范性，满足了国家对三甲医院重症信息系统互联互通的要求，也有助于医患满意度的提高。