基于智慧医联体平台的脑卒中区域性管理新模式的建立

张书凡 韩 翔, 吴丹红 崔修涛 王惠英 王永明 任传成

(1复旦大学附属上海市第五人民医院神经内科 上海 200240; 2复旦大学附属华山医院神经内科 上海 200040;3中电科软件信息服务有限公司 上海 200233)

缺血性脑卒中是最常见的脑卒中类型,占脑卒中的60%～80%[1]。国内研究结果显示,缺血性脑卒中发病率为91.3～263.1/10万,年平均发病率为145.5/10万,复发率为8.47%[2]。一项为期6年的随访研究显示,首次脑卒中的病死率为74.3%(919/1 237),年平均病死率为12.3%[3]。脑卒中的高发病率、高复发率、高致残率和高病死率严重威胁着人类的健康,也使其成为医疗工作者们一直以来关注的重点。脑卒中是可防、可控、可治疗的,但从第一级预防到急性期救治再到第二级预防的跨度较大,临床实际管控起来费时费力,效率不高。信息化技术的发展为实现跨时间跨空间管理脑卒中患者提供了新的契机。目前,已有研究对信息化技术应用于移动查房、电子病历、一卡通付款、院内实时查询、无线射频(radio frequency identification devices,RFID)条码腕带识别、社区监测、远程康复、智慧养老等进行了探索[4-7],但如何整合这些零散的信息化技术,从而更高效地对脑卒中患者进行全程管理,尚未有明确的指导经验。

“智慧医疗”的概念源于IBM公司提出的“智慧地球”发展战略[8],指在电子健康档案的基础上,综合运用云计算、大数据、物联网、人工智能等新型信息技术,构建医疗信息共享交互平台以及跨区域的医联体平台,以患者为中心,实现各方互联互动,将有限的资源充分利用起来,以期改善医疗服务流程,提高医疗服务质量,甚至突破时间空间限制,完成以往人力不能实现的诊治任务[9-10]。其中,云计算技术是实现信息化管理的基础,具有非常强大的计算模式,以及很强的运算能力和数据存储能力,可将众多服务器连成一片进行快速运算和海量存储,同时通过专门的软件对运算资源和存储资源进行自动管理。用户可以通过数据适配器接入数据中心以利用数据[11]。患者的海量信息在云平台内被分类、归纳、整理,并以最小信息单元的形式被有序化存储,从而可按需作出响应,使用者可轻松获得所需的关键数据信息。

对脑卒中患者的全程管理包括卒中前第一级预防、卒中时快速救治和规范化管理、恢复期第二级预防和康复教育。我们拟利用信息化技术,依托基于混合云的智慧医联体平台,在国内率先探索智慧医联体平台的脑卒中区域性新型管理模式,以期为脑卒中单病种规范化慢病管理提供新的思路。

资 料 和 方 法

研究对象及入选标准选取2017年6月至2018年3月在上海市闵行区颛桥、马桥、吴泾和江川4个社区卫生服务中心筛查出的脑卒中高危患者200名,以及复旦大学附属上海市第五人民医院确诊为脑卒中的患者200名。脑卒中高危患者入选标准:(1)长期居住于上海,居住地属于上述4个社区,可以配合使用相关智能设备。(2)符合脑卒中高危患者人群识别标准[12]:即具有脑卒中、短暂性脑缺血发作或存在至少3项危险因素者。危险因素包括:高血压、糖尿病、心房颤动、血脂代谢异常、明显超重或肥胖、吸烟、缺乏运动、脑卒中家族史。其中,只要有高血压、糖尿病、心房颤动之一者,都归为中危人群。脑卒中诊断标准[13]为:(1)急性起病;(2)局灶性神经功能缺损,少数为全面神经功能缺损;(3)脑CT或MRI有责任梗死病灶时,症状体征持续时间不限,脑CT或MRI无责任病灶时,症状体征持续24 h以上;(4)排除非血管性病因;(5)脑CT或MRI排除脑出血。

脑卒中患者新型管理模式构建方案

第一级预防筛查 我们自主研发了“卒中助手”应用程序,可在手机终端直接下载使用,给社区人群提供筛查和健康指导服务。200名入组的脑卒中高危患者(即来自4个社区的社区居民)均在个人智能手机上免费安装使用了该应用程序。该程序的客户端界面为简单易懂的问卷形式,使用者只需在程序的提示下输入自己的真实情况即可一键获取卒中风险评分和风险等级,并得到个性化的健康指导意见。同时,所采集的受试者健康数据可通过应用程序终端上传并存储在该应用程序的云平台中,与本项目所建设的医联体平台实现数据共享。

120急救 本项目与闵行区120院前急救中心建立了紧密联系。急诊患者若送往五院,患者上车后即可由120急救中心随车医师使用国际公认的辛辛那提院前卒中量表(Cincinnati Prehospital Stroke Scale,CPSS)[14]对患者状况进行评估,并通过互联网与五院及华山医院卒中团队进行实时沟通。患者到达五院后,等候在急诊科大门的卒中团队医师以最快速度进行接诊。五院现已实现全年365天24小时实施时间窗内静脉溶栓和动脉取栓。

治疗管理 脑卒中患者入院后立即进入卒中路径,启动规范化治疗。假如入组患者需进行血管内治疗或在住院期间出现病情加重,则立刻启动华山-五院远程视频会诊,进一步对患者进行评估或治疗指导。由复旦大学附属华山医院神经内科专家通过华山-五院专用光纤云平台查看患者基本信息、所有病程记录、相关生化检查结果和各种影像学图片等,影像资料可无损失传输,保证远程诊断的准确性。两方医师通过视频实时沟通,可基本达到面对面交流的效果。华山-五院专用光纤对所有数据保密,可最大程度地保护患者的隐私。另外,远程会诊系统加入了由科大讯飞公司设计的医疗无线麦克风(型号:IMI-B20)和多模态输入套件(台式)(型号:IMI-G100麦克风+XCM-10鼠标),会诊过程可实现全程语音录入,会诊结束则会诊记录和病案也相应生成。

脑卒中TOAST分型[15]中重要的一类为心源性卒中。房颤是心源性卒中的重要危险因素,长程心电图监测是脑卒中患者病因检查的常规项目,若检测出房颤,则对治疗方案和二级预防策略的制定有非常重要的意义,但是部分患者为阵发性房颤,一次24小时心电图监测不一定能监测出阳性结果。我们对所有入组的脑卒中患者免费配备南京熙健信息技术有限公司提供的掌上心电监测仪(型号:E-A08/E-U08/E-H19),每天定时监测5～6次心电图。具体操作流程为:患者用自己的手机下载掌上心电APP并使用自己的手机号码注册APP账号。插线式心电设备通过插入手机的音频端口使设备与患者手机相连,设备另一端的红色采集点扣入电极片后贴到身体右侧锁骨下方,白色采集点需扣入电极片贴到左下腹。手持式心电设备则只需打开手机蓝牙与相应型号的设备自动配对成功即可使用。连接完成后打开手机APP,手机上会显示心电图,待图像稳定后点击开始记录按钮,即可自动采集1分钟心电图。患者在住院期间可以反复多次应用该设备采集心电图,上传心电数据后,由专家在后台专门阅读心电图并出具报告,患者的床位医师在掌上心电云平台注册后,患者即可在手机客户端搜索到该医师,点击发送报告给指定医师,医师即可在医师端平台查看结果并通过平台回复患者。所有记录的心电图数据都将被存储在云端随时调用,该模式简单可行,反复操作,可以进一步提高房颤的检出率。

第二级预防随访 所有入组的200例脑卒中患者出院后皆录入随访名单,进入后续随访阶段以保证落实出院患者的二级预防。此阶段,我们自主研发并建立了一个微信公众号——心脑健康管理平台。该平台操作简单,易于被患者接受。患者及其至少一位家属在医师的指导下关注并使用该公众号。公众号分为两个模块,分别为科室链接和患者管理平台。在科室链接模块中,患者可以即时查阅科室医师介绍和门诊排班表,并进行网上门诊预约,还可以通过留言功能与医师密切联系;在患者管理平台中,我们设计了随访记录、检查报告、用药提醒、复诊提醒4个分项。随访记录以可由医师设计和更改的问卷形式展现,内容主要包括身高、体重、血压、血糖、饮食、吸烟、饮酒、服药情况、改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分等。检查报告则是一个开放的患者端,患者有权利把自己分享给科室,主要由患者主动上传在其他医院所做的各种检查结果,医师对此做出判断后给与相应的回复。用药提醒功能既可由患者根据自身实际情况设定和使用,医师也可通过医师生端选定所管理的患者,帮助其设定提醒。复诊提醒则由医师端单向操作,患者会按医师设定的时间收到复诊消息。此外,该模块中还单独设置了每日血压血糖记录表,用以提醒患者每日按时监测并记录。在患者管理平台中也同样有医患交流窗口,医师可由此向患者发送医嘱。另外,医患实时交流功能附加了基于知识库的AI疾病咨询,医师可以亲自回复,即使不在线时也可由电脑自动检索回答。然而脑卒中患者中有一大部分是高龄患者,不会使用微信,为解决这个问题,我们应用科大讯飞公司专门设计的自动电话采访系统,通过云端最多可同时拨打800个号码,利用提前设计好的问题(共3～5 min)进行智能语音对话,可随访身高、体重、血糖、血压、用药情况、患者目前症状、mRS等简单但重要的数据,5 min同时拨打800个随访电话,对话完毕,所有患者数据自动整理成Excel表格同步完成,大大提高了工作效率,为临床随访工作和科研数据整理提供重要信息。整个随访过程产生的所有数据最终传至云平台存储共享。

华山-五院医师教学培训我们在构建脑卒中新型管理模式的同时,也利用医联体信息平台积极推进临床教学活动:每周1名华山医院专家来五院指导查房;每周1次由华山医院专家对五院神经内科11名医师进行视频教学讲课;定期由华山医院放射科专家针对特定病例对五院神经内科11名医师进行影像读片分析教学。华山医院内部教学活动等课程不仅可在线观看,并且存储在云平台中共享。五院神经内科医师通过同步收看华山医院神经内科的精品教学课程“神采飞扬”,专业知识有了很大的提高,五院也设计了“神采奕奕”教学课程,通过互联网向全院医师和闵行社区医联体开放,教学活动从2017年6月至2018年3月一直有序开展。另外,华山医院和五院神经内科医师还在进一步尝试新的教学模式,基于增强现实(augmented reality,AR)技术的神经病学教学模式探索引起学生极大的兴趣并获好评。

数据库的建立在对脑卒中患者全流程的照护管理过程中,存储在云端的结构化数据包括高危人群基本信息、急性期住院患者格式化病案、急性期实验室检查数据、恢复期随访信息、随访时检查数据等。同时,我们的平台整合了数据采集、数据清洗、数据统计分析以及对数据深度挖掘等多个功能,对具体某位患者此次发病前沉积多年的临床数据也会进行收集整理,为进一步利用好临床数据,服务于临床科研打下了坚实基础。

结 果

建成基于单病种脑卒中智慧医联体平台的新型脑卒中管理模式通过为期9个月的实践和改进,我们已按照上述方案初步建立起单病种脑卒中智慧医联体平台,共400名入组的脑卒中及具有危险因素的患者在五院得到了三甲医院的优质医疗服务以及规范化的社区随访的全流程照护管理。打破了时间和空间的限制,提高了医师工作效率和医疗服务质量,实现了华山-五院-社区资源共享和分级诊疗(流程见图1)。脑卒中组200名患者已全部到达1个月随访期,其中153人到达90天随访期。实际由公众号平台随访共获得120名患者的90天mRS评分,有效随访率为78.43%;有68名患者于发病1个月后返回医院随访,相关数据已统计完善,1个月有效回访率为34%;有63名患者于发病90天后返回医院随访,相关数据完善,90天有效回访率为41.18%。高危组200名患者中,161人从入组始,以每3个月随访一次的频率,密切观察至今,随访数据完善。但是由于智慧医疗工作刚刚开展,具体实施中获取的血压、血糖、心电图、mRS评分、随访期检查指标等数据与脑梗死发生发展及预后的关系本文无法详述。

五院神经内科专科化团队的建立通过为期9个月的来自华山医院的查房、教学示范,五院医师的诊疗规范得到了快速提升,对疾病的管理模式也有了新的认识。初步建立了以脑血管病为主,记忆障碍、帕金森病、血管内治疗为辅的分方向各自深入发展的亚专科化临床团队。

数据库的建立推动科研工作发展基于对所采集的患者医疗健康数据的分析,我们提出卒中患者画像的概念,即通过大数据分析和挖掘技术,归纳整理相似症状和体征的人群及其预后,并推广应用于卒中的筛查和评估。数据分析还用于卒中数据质控,绘制卒中地图,实现区域实时监控等场景。

①Primary prevention;② 120 first aid for stroke patients;③Interconnection between the Fifth People’s Hospital and Huashan Hospital;④Secondary prevention.

图1基于智慧医联体平台的脑卒中区域性管理新模式的建立
Fig1Establishmentofanewmodelofregionalmanagementofstrokebasedonthewisdommedicalassociationplatform

讨 论

智慧医联体建设的必要性2015年7月1日,国务院正式下达了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,提出推广在线医疗卫生新模式、促进智慧健康养老产业发展的重点行动项目[16]。根据美国远程医疗协会(ATA)2016年的报告,有超过1500万人次在以不同程度、不同方式使用远程医疗服务,预期2017年仍将持续增长至少30%。2018年4月25日,就“互联网医疗”方面国务院办公厅又出台了详细的《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》,重点阐述互联网等新型信息技术在医疗服务建设方面的发展目标[17]。医院信息系统(hospital information system,HIS)、影像归档与通信系统(picture archiving and communication systems,PACS)及实验室信息系统(laboratory information system,LIS)等专科化的信息系统集成,构成目前已推广使用的初步智能化的临床信息系统(clinical information system,CIS)[18]。CIS系统实现了无纸化办公、海量信息存储并能集成精简信息,帮助医师快速获取重要而准确的数据,减轻了医师的负担,提高了工作效率,是医院管理模式的一大飞跃,切实体现了信息化技术高效、准确的优越性。目前全球智慧医疗建设态势高涨,智能导诊机器人[19]、计算机视觉分析技术应用于乳腺癌和肺结节读片[20]、IBM沃森机器人用于医学影像诊断[21]、“智慧医院掌上浙一”手机应用[22]等都是在互联网大背景下对医院新型管理模式建设的进一步探索。

2018年4月11日,李克强总理在华山医院视察远程会诊系统工作进展[23],强调智慧医疗是未来医疗模式发展的必然方向。我们建设的脑卒中智慧医联体平台基于复旦大学附属华山医院、闵行区卫生和计划生育委员会、上海市第五人民医院三方共同建设的“华山-上海市第五人民医院-闵行医疗联合体”(简称H5M医联体)[24],并对H5M的管理和服务进行了深化扩展,在国内率先提出“单病种全流程照护管理模式”、“医教研一体化模式”、“构建市级医院集团化服务模式”的概念。通过这种垂直化建设,打造了从底层医疗机构到区域医疗机构再到三甲医院的医疗服务通道,充分利用优质医疗资源,为推进区域医疗中心整体发展提供了保障,最终是希望为人民群众谋求安全、有效、便捷、连续、优质的基本医疗服务。该体系建设的提出具有可推广性和可重复性,将来可进一步建立多学科多区域的示范应用,同时该体系是将散在的“智慧”技术统筹起来,为发挥更大能量、获得更大效益迈出了关键性的一步。而本研究所建立的数据库,包括了脑卒中患者从高危至疾病第二级预防时间轴上的详细数据资料,并持续跟踪随访患者,为后续开展横断面对比研究及长期队列研究提供了强有力的基础。

基于单病种智慧医联体平台的新型脑卒中管理模式的创新性我国已经建立了三级脑卒中预防救治体系,并大力建设脑卒中救治单元。在上海,以复旦大学附属华山医院董强教授牵头的脑卒中防治体系新三年行动计划走在全国的前列,并已取得很大成绩,同时也发现一些问题,例如庞大的脑卒中风险人群和患者群并不是都能得到高效、可及、均衡的救治服务。到目前为止,本研究提出的管理模式只实现了脑卒中相关科室(神经内科)数据的共享和汇总,远未实现脑卒中救治体系的标准化、信息化和智能化。脑卒中智慧医联体平台实现了分级诊疗和医教研一体化的区域协同,把先进地区的先进经验通过互联网方式,向欠发达地区输送,进行脑卒中知识技能的培训、标准认定、服务管理,并通过跨区域、跨学科的临床研究,实现医护人员诊疗水平的快速提升,以及脑卒中救治的同质化服务。

本研究的不足之处及其下一步工作计划为:(1)120院前急救流程有待进一步改善。下一步拟打通急救中心与医院间的数据往来,120急救车随车搭载脑卒中急救单元并连接云平台智能匹配医院,同时调取医院排班医师和专家团队信息;输送患者途中能够实时监控患者数据,并将患者数据发送至医院,让医师掌握第一手资料。目前我们和120急救中心正在启动RFID条码腕带识别,将在120急救车上和医院的关键空间点(急诊科大门、CT室,导管室等)设置相关电子识别设备,从急救车接到患者开始扫描记录患者到三甲医院急诊科大门的时间、患者进入CT室及离开CT室的时间、患者进入导管室进行进一步手术的时间等,这些数据将上传存储到云平台,便于医师分析和进一步优化急救流程,尽量缩短患者发病到进行有效救治的时间,以实现最快速的救治。(2)五院和社区医院间数据通道有待打通,保证三级数据的完整性。(3)对脑卒中患者的康复教育管理需进一步建设。目前尚未建立出院后康复治疗的联系通道。下一步将与康复医院、社区康复中心等合作,将康复相关规范与数据也纳入智慧医联体平台。(4)数据分析模型的建立。将预处理后的数据作为训练样本输入到不同的机器学习算法中进行模型训练,并根据具体临床研究问题选出最优模型,为科研数据分析提供智能化服务。(5)本课题构建的管理平台尚处于初期建设和反复验证阶段,仍缺乏大样本数据作为循证医学证据。