基于结构化分析方法的血液透析管理系统设计与实现

2020-05-23陈池梅王向雷杜晓刚

中国医学装备 2020年4期

陈池梅王向雷胡磊杜晓刚*

目前，我国血液透析人数日益增长，各地透析中心资源都面对较大的压力，而信息化系统的应用，可在很大程度上帮助血液透析中心提高工作效率和质量，改善血液透析中心医疗环境，优化医疗流程，可从根本上解决传统手工操作导致的各类问题，并在长期运行过程中积累大量的临床数据[1-2]。此外，国家卫生健康委员会对血液透析质量和透析相关数据的管控越来越严格，传统的管理模式已经不能满足科室的建设要求[3-4]。因此，从保证医疗质量、促进血液透析中心标准化、规范化运作，并为医院的科研工作提供可靠的数据基础等因素分析，专业的血液透析信息化管理系统已必不可少[5]。为此，本研究基于结构化分析方法，设计多维度的血液透析管理系统。

1 研究资料与方法

1.1 研究资料

重庆市某大型三甲医院血液净化中心是重庆市血液透析质量控制中心，从中心的工作人员情况、透析工作业务流程、患者管理、医疗质量管理、透析设备管理、耗材管理以及费用管理等环节入手，对现有维持性患者情况、临时透析患者的不同业务情况进行研究。

1.2 需求调研

(1)调查与访谈透析工作人员。通过制作问卷调查或直接与最终用户进行访谈，了解用户的业务范围、业务流程、管理范围、管理途径以及医疗质量控制的要求等，并了解目前在业务和管理中的存在问题、思想或想法及业务未来发展趋势，经过整理分析，形成软件需求。

(2)研究医院同类型软件功能。当一个系统尚未诞生时，总会有类似的科室或业务部门使用过类似功能，根据这类系统的功能，衍生出需要研究的产品新需求，并从已有的系统功能中找到缺失或不足，研究出更符合业务要求，更加规范化的系统功能需求[6-7]。

(3)政策制度导向性需求。国家及地方各级医疗管理机构对医院的信息化建设先后发布了多项指导意见、评价方案、标准及规范文件，2017年原国家卫生计生委办公厅发布《医院信息化建设应用技术指引(2017年版，试行)》[8]、2018年国家卫生健康委员会办公厅发布《电子病历系统应用水平分级评价标准(试行)》[9]、《全国医院信息化建设标准与规范》[10]、2019年国家卫生健康委员会办公厅发布《医院智慧服务分级评估标准体系(试行)》[11]和重庆市卫生健康委员会发布《关于开展重庆市2019年“智慧医院”示范建设的通知》[12]等。各类标准规范都明确指示了对医疗领域中治疗的功能要求，通过对政策标准的研究规范系统功能需求。

1.3 结构化需求分析方法

结构化分析方法(structured method)在软件开发中是比较常用的一种分析方法，主要利用图形表达用户需求，强调开发方法的结构合理性以及所开发软件的结构合理性。结构化需求分析方法的好处是在需求阶段可以不需要精确地定义系统，只需要根据业务框架确定系统的功能范围，以及每个功能的处理逻辑和业务规则，功能需求规格书等。这种描述系统的方式比较灵活多样，可以采用图表、示例图及文字等方式来描述系统。

2 血液透析管理需求分析

通过需求调研的方法，从各个维度对用户的需求进行了收集和整理，采用结构化分析方法，对所有需求进行分析设计，得出血液净化中心的需求情况，利用信息技术构建出系统总体架构，分析出系统的主要数据流情况，最终实现系统的功能，使血液透析管理系统能精准把控科室管理的漏洞，为医护人员提供便捷高效的工作方式，把更多的时间放在自我提升和患者治疗质量改善上，进而提高科室整体治疗水平。

2.1 血液净化中心基本情况

通过对透析工作人员的调查与访谈，总结出血液净化中心的基本情况和人员相关业务情况。血液净化中心工作人员60余人，现有维持性透析患者500余例，以重庆市内患者居多，中心拥有透析机近100余台，包含费森尤斯、贝朗及山外山等品牌。每日3班治疗，月均治疗患者约6500余例次。血液透析管理系统主要满足管理人员、医生、护士及技师的使用。系统使用范例见图1。

图1 血流透析管理系统使用范例图

运用结构化分析方法分析当前的血液透析业务情况，建立对应的物理及逻辑关系。生成系统数据字典和基元描述，建立用户与系统的人机接口，血液透析管理系统的外部用户主要有医生、护士、技师和管理人员。系统主要进行3个方面的管理，即患者治疗前管理、治疗过程中管理以及治疗后管理。①治疗前主要进行登记、确认治疗方案、患者排床以及患者签到等环节；②治疗中主要进行上机操作、耗材确认、治疗数据采集、医嘱确认和执行、护理评估、宣教、血管通路评估以及下机操作等；③治疗后主要进行透析记录单的生成、费用的推送、查询统计及数据上报等。

2.2 血液净化中心业务情况

血液净化中心的业务范围除了有维持性透析患者500余例，还有住院临时患者，门诊新患者。针对维持性患者，只需定期确认治疗方案及缴费，护士根据患者治疗方案进行排班，患者可直接进行签到，进入透析流程。而住院临时患者，需要在医生制定治疗方案后进行床位预约，方可进行签到治疗。透析主要业务流程见图2。

在治疗的过程中，还涉及到药品的流转，从开医嘱、汇总领药、药品管理及医嘱执行等过程。耗材的流转，从排班中的透析模式进行耗材的准备、耗材的使用及耗材的库房管理等。

3 血液透析管理系统设计

3.1 系统架构

根据对血液净化的整个业务需求的分析，结合信息系统的设计基本原理，构建出系统的整体架构。整个系统主要分成5个层次，分别是视图展现层、控制层、业务处理层、数据访问层、数据和(或)资源层。血液透析管理系统架构见图3。

图2 血液透析治疗主要业务流程图

图3 血液透析管理系统总体架构图

(1)视图展现层。主要包含表示代码、用户交互图形用户界面(graphical user interface，GUI)和数据验证，用于向客户端用户提供GUI交互，允许用户在显示系统中输入和编辑数据，同时系统提供数据验证功能。

(2)控制层。是应用程序中处理用户交互的部分，控制用户访问和接口访问权限，通常控制器负责从视图读取数据，控制用户输入，并向模型发送数据[8]。

(3)业务处理层。用于处理业务流程和制订数据的业务规则，主要面向业务应用，为表示层提供业务服务，包括透析主流程、电子病历、排班及报表等模块处理，提供移动应用程序(application program，APP)、透析机、体重秤和血压计接口业务的实现。

(4)数据访问层。使用Mybatis访问数据库，屏蔽不同数据库的访问差异，基于Redis缓存用户、字典数据以及Solr搜索引擎提升查询速度[9]。

(5)数据和(或)资源层。存储包含业务数据、文件、图片和第三方服务获取的数据。

系统软件主要采用Java技术、J2EE架构以及基于SOA架构设计等关键技术。

3.2 系统数据流分析

通过结构化设计评审和细化数据流图，确定数据流图的类型，将数据流图映射到软件模块结构。设计出模块结构的上层、中层和下层模块，对模块结构进行优化，得到更为合理的软件结构，描述模块接口，从而建立完整的需求体系。血液透析管理系统数据流见图4。

图4 血液透析管理系统数据流分析图

3.3 系统功能实现

经过业务需求分析和调研国家及地方的各级医疗管理机构对血液透析相关的要求，结构化设计出系统主要有九大功能模块。分别是患者登记管理、治疗方案管理、患者排班管理、患者签到管理、治疗过程管理、耗材管理、费用管理、药品管理和设备数据采集及上报。主要功能模块结构见图5。

图5 血流透析管理系统主要功能模块结构

(1)患者登记管理。系统与医院现有信息系统进行对接，自动提取患者的基本信息、缴费信息、住院医嘱信息、检验信息以及检查信息等。建立患者档案、透析卡，透析患者日常病程登记、住院记录等。同时，登记患者血管通路相关信息，透析患者历史信息查询，对特殊患者有标记并可实现自动提示或报警。

(2)治疗方案管理。按患者治疗模式(HD/HDF/HP/HD+HP)分类制定透析方案，设置治疗用药方案及口服用药方案信息，制定方案模板，可以通过方案模板对患者方案进行批量创建。患者透析器耗材可根据情况进行调整，并可浏览患者方案的历史治疗记录。

(3)患者排班管理。根据患者在方案环节中制定好的单周和(或)双周治疗计划，以手动和(或)自动方式形成新一周的初始排班表。可处理病房住院患者预约排班信息。显示患者相关信息，特别是敏感信息和特殊信息。可对床位进行管理，标识计划维护或故障设备仪器的床位，能区分不同类型区域床位和不同类型的排班患者，生成的排班信息支持多种方式展现。

(4)患者签到管理。患者自助测量体重、血压签到，自动计算净体重、超滤量及置换液总量等。签到换床及治疗班次调整。按签到时间对患者进行呼叫。签到后查看患者的检验项目、检查项目和费用余额等提醒信息。

(5)治疗过程管理。支持多种医嘱下达方式，提供透析前、透析中和透析后评估，并能填写相应记录单，护士对患者的血管通路进行评估、护理评估、跌倒及坠床风险评估，生命体征记录等。交叉核对，护士对医嘱再次核对，查对机器治疗参数，查对体外循环管路连接处和开口处，查对密封未使用管路开口。透析患者耗材确认、上机和下机，异常数据标识或报警功能。透析中医嘱、症状体征、用药等登记和执行。治疗记录单数据记录、浏览及打印。实现医生移动端查房，护士所有操作均在移动端完成。

(6)耗材管理。耗材基本信息维护，耗材入库、耗材领取、耗材发放、耗材使用确认、耗材出库、盘存管理及低库存预警等。为不同的透析模式自动分配耗材，实现患者使用不同套餐的耗材自动记录。为血管通路分配耗材，实现患者每次透析血管通路的耗材自动记录。

(7)费用管理。记录患者每次缴费数据，支持对患者进行扣费、退费及添加额外的计价项目。支持费用账户管理，包括缴费、退费和费用余额显示、门诊收费记录查询及提取、费用登记记录查询及打印等，支持与医院信息系统(hospital information system，HIS)费用信息对接。

(8)药品管理管理。对患者存放科室药品及科室备用药品进行管理，进行入库、出库和盘存管理。针对患者存放在科室的药品，对其进行存放登记，可手工登记，也可与HIS对接提取处方中有收费的药品用量，在医嘱执行后扣除库存，也能在下机后单个或批量扣除库存；设置药品库存临界点，当药品量低于临界点时进行报警提醒。

(9)设备数据采集及上报。能够根据科室要求采集体重称、血压计、血透机、CRRT及水机等设备中的数据。监护获得的生理参数能够自动进行自定义的评分计算处理，根据知识库提供评估分析并给出警示。根据体征数据与药物治疗、检验结果数据进行检测结果分析的知识库[13]；可生成各类分析报表，如中心运行情况分析、对中心质量控制指标分析、对患者质量控制指标分析、中心过程质量指标分析及其他自定义条件的分析报表；与第三方数据中心进行上报管理，如全国上报、各省级上报。