慢性阻塞性肺疾病患者诊疗信息系统的设计与实现

崔菲菲，万振，刘晓龙

天津市海河医院信息科 （天津 300350）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种以持续性气流受限为主要特征的可防、可治的慢性气道阻塞性疾病[1]。COPD的早期诊断、急性加重情况的预防、及时给予干预，对降低患者的病死率，提高患者的生命质量具有重要的现实意义[2-3]。这依赖于患者诊疗信息的实时性、完整性。随着云计算技术的不断成熟，将传统资源受限的监护设备数据转移到服务器端，可以提高运算速度和存储数量。监护设备负责采集数据并把数据传输至服务器，服务器对数据进行统计及相关计算。医师通过可视化界面查看患者完整诊疗信息，有利于提高医疗服务质量。

1 COPD患者诊疗现状

COPD患者病情迁延难愈，带来了严重的经济及社会负担[4]。由于COPD病程较长，导致患者治疗依从性较差[5]。COPD患者多为老年人，行动不便，不能及时复查，病情急性加重时，不能得到很好的治疗。目前对COPD患者的健康监护系统过分依赖于提高监护设备性能来获取更好的监护效果[6]。监护设备资源有限，无法存储大量的数据且计算能力受限。因此，探寻有效预防及治疗COPD患者的方式，降低COPD发病率，改善患者的生命质量具有重要意义。

2 系统总体设计

为了优化、完善COPD患者的诊疗过程，本研究设计实现COPD患者诊疗信息系统，获取COPD患者可穿戴设备数据，包括血氧数据和肺功能数据。将患者在我院的门诊信息、住院就诊影像信息、检验信息、医嘱用药信息、诊断信息、手术信息、病历信息等有效串联，从而实现预防COPD急性加重、规范化治疗、治疗效果评估、疾病症状及特征监测，见图1。

2.1 网络架构设计

COPD患者通过可穿戴设备采集肺功能及血氧信息，系统采用两种方式上传：（1）通过USB线上传至电脑端；（2）通过蓝牙方式传递到手机端。随后将数据上传至可穿戴设备云服务器，云服务器端分析患者数据信息形成分析报告，并将数据和报告传输到COPD诊疗系统云服务器。采集患者在我院诊疗的信息，包括检验、诊断、病历、影像等信息。系统通过接口程序，将HIS、LIS、PACS、EMR等多个数据库中的数据通过核心交换机，传输到本地服务器，上传至COPD诊疗系统云服务器，从而实现COPD患者多方面数据的汇总，见图2。

图1 系统总体设计

图2 设备网络图

2.2 系统接口设计

系统通过可穿戴设备客户端为COPD患者建立档案，可穿戴设备医师端向COPD诊疗系统云端发起访问授权请求，COPD诊疗系统云端返回授权结果。COPD诊疗系统云端向医院系统集成服务器端发起访问授权请求，医院系统集成服务器端将患者在医院期间的诊疗信息发送至COPD诊疗系统云端。可穿戴设备监测患者肺功能和血氧信息，向医师端传输数据，由可穿戴设备医师端向其云端上传数据。可穿戴设备云端生成报告，向COPD诊疗系统云端发送访问授权请求，并推送报告。COPD诊疗系统云端向其医师端发送患者信息和报告信息，见图3。

图3 设备接口时序图

3 系统模块设计

3.1 可穿戴设备的信息采集

本系统使用的可穿戴设备包含肺功能仪和无线血氧检测仪，具有携带方便、操作简单的特点[7]，患者及家属很容易准确操作。医师可以在电脑软件端录入患者信息，包含姓名、性别、年龄、身份证号、体重、是否吸烟等信息，也可在仪器界面操作，见图4和图5。将设置好的肺功能仪、血氧仪交由患者，患者每日在家中自行检测血氧、脉率、肺功能指标，指标进行代码转换及加密后，经过互联网上传到COPD诊疗系统云端服务器，解密后用于患者指标实时监测及后期数据分析。

图4 软件端患者信息录入界面

图5 肺功能仪患者信息录入界面

肺功能仪、血氧仪数据上传采用两种方式：（1）通过USB线传递到电脑软件端；（2）通过蓝牙方式传递到手机软件端（图6）。通过手机端或者电脑端将数据上传至可穿戴设备云服务器，等待进一步处理。

图6 手机APP端传递数据界面

3.2 患者基本信息采集

为了确保患者信息的全面性和完整性，本系统采集COPD患者在我院的就诊信息。患者来我院就诊会在多个医疗系统产生信息，包含患者的检验信息、电子病历信息、影像信息、诊断信息、用药信息、手术信息等，这些信息分别保存在不同的数据库。因此，只有通过调用各数据库系统中的相关信息，建立唯一索引号将多个医疗信息系统有效地关联在一起，实现各个系统之间的互联互通，才能保证同一个患者分布在不同系统中的个人信息的完整性与准确性。由于我院患者网上预约系统通过医保卡或者身份证进行预约，自费患者也可通过身份证直接进行门诊挂号或办理住院，因此，本系统采用患者身份证号作为唯一的索引标识，保证了患者主索引信息的准确性。

此模块的设计重点是针对我院HIS、LIS、PACS、EMR等多个医疗信息系统数据库表结构进行深入分析，分析单个数据库的字段间关系，分析多个数据库之间的关联关系，将各系统COPD患者相关信息提取到本地服务器，对数据进行整合、筛选，上传至COPD诊疗系统云服务器。

3.3 COPD患者诊疗管理

COPD患者诊疗信息系统医师手机软件具备指标实时监测、异常报警、智能分析功能，见图7。系统能够很好地追踪COPD患者的病情变化，医护人员可通过患者反馈的数据进行急性加重早期的诊断与治疗。系统向患者的手机发送信息，帮助患者获得诊疗相关信息，包括定期药物提醒、疾病相关知识、用药及检查提醒等，提高患者的治疗依从性和自我管理能力。

4 应用效果

COPD患者诊疗信息系统经过一段时间的运行，方案可行，运行稳定。系统的指标实时监测、异常报警、智能分析等功能，起到了辅助诊疗的作用，节约了医护人员大量时间，提高了工作效率。系统实现了信息实时传输，医院数据充分动态挖掘，医疗数据资源共享，改变了在局域网内对数据进行分析的传统模式，在应用过程中对医院海量数据进行提取、挖掘[8]，对COPD患者病情发展进行有效预测，提高了COPD患者的管理水平。

图7 COPD患者诊疗信息系统医师端

5 结论

医疗数据的集成应用和数据安全是COPD患者诊疗信息系统建立的前提。本系统的建立包含了多维数据库[9]，患者诊疗信息全面，方便医师了解患者病史，对患者进行全周期管理；系统借助可穿戴设备对患者进行实时监测，医师可以随时关注患者的肺功能、血氧指标等变化情况，对患者进行精准化管理，通过多重信息渠道的综合应用达到精准治疗，并根据指标变化及时调整治疗和用药方案，达到最佳治疗效果；为患者提供高质量的医疗服务，开辟了新的管理模式。