国产放疗信息系统的部署及临床应用创新

解放军总医院 第一医学中心 放射治疗科，北京 100853

引言

随着计算机与网络技术不断发展，医院管理逐步向信息化、数字化与智能化转变，信息管理系统作为其重要的组成，不仅关系着医院数据管理的安全性和有效性，更影响着医院整体运行效率和服务水平。放射治疗作为肿瘤治疗有效手段之一，地位及重要性日益显著。因放射治疗专科性强、人员组成多样、流程复杂、机器设备种类繁多等特点，且放疗过程会产生大量的结构和非结构化数据，所以急需取代旧的低效率的工作方式，实现科室电子化、信息化和流程化的管理，以进一步实现科室专科数据库的完善和整合。

为了加快科室信息化建设的进程，我科构建了基于YINO的国产放疗信息系统（Radiotherapy Information System，RTIS），因科室复杂的网络环境及一些个性化的需求，在RTIS的构建与使用上仍然面临着巨大的挑战。医院的差异化竞争决定了每个医院的流程差异性加大，因此需求也不尽相同。用户在应用过程中对软件系统理解逐渐加深，也会不断地对信息及流程管理提出更加具体专业的要求。二次开发是用户需要深化的必然要求。所以，针对本科室具体的需求，搭建并对RTIS进行定制修改，进一步完善其应用模块及功能，以便更好地应用于临床。

1 材料和方法

1.1 系统网络环境搭建及逻辑架构

系统硬件主要包括计算机应用和数据服务器、终端计算机工作站、网络交换机、网线等，其中，服务器主机CPU为Intel Xeon E5-2620，24G RAM；终端工作站配置为i5-7500 CPU，4G RAM，2 G独立显卡。架构模式采用客户服务器（Client/Server，C/S）模式，选用SQL Server 2008数据库结构，遵循DICOM3.0，DICOMRT及HL7等国际通用协议。基于中央数据服务器+功能应用模块调用方式，实现放疗数据的采集与存储、传输、工作流程管理和临床质量控制等功能，通过院内局域网，搭建RTIS，并将放疗相关设备，如CT模拟定位机、治疗计划系统（Treatment Planning System，TPS）等连入该系统，进行数据的传输与存储。RTIS软件架构可以分为基础层、数据层、应用层和用户层四个层次，见图1。

图1 RTIS软件架构图

1.2 放疗流程及需求分析

放射治疗涉及多个工种不同专业的人员，包括医生、物理师、技师、护士等，需要不同环节的人员共同合作才能完成。然而，不同环节的人员职能各不相同，并且相同岗位的人员因级别的不同其职能也有所差异，因此，RTIS必须满足科室人员的管理需求，明确并规范化人员的分工，采用角色识别登录方式，按系统预设的角色身份自动进行相关功能的操作和权限管理。根据本科室的人员结构和需求，分别设置了体位固定和模具制作、CT模拟定位、医生门诊办公室、物理室、护士站、放疗机房操作室以及科主任办公室等客户端工作站，各个客户端工作站的主要功能和用户权限设置见表1，具体流程及负责人员见图2。

表1 客户端工作站及主要的功能需求和权限配置

图2 放疗流程及人员分工标准化管理

1.3 RTIS功能模块及二次开发

RTIS功能系统或模块主要依据放疗的流程、科室的管理以及人员的职能需求来划分。YINO RTIS功能系统主要包括治疗网络连接与质控系统、患者信息管理系统、病案管理系统、单据报表系统、语音叫号系统、靶区勾画及计划评估系统、计划接收与管理系统、费用管理系统、随访管理系统等，通过对不同功能系统的整合从而实现全面的放疗信息、流程及质控的管理。然而，由于科室个体化需求、管理模式及人员操作习惯的差异，并不能很好的贴合本科室实际临床的工作，现有的功能模块无法满足各个岗位人员的需求，并且使用过程中存在较多的问题，因此，必须对YINO RTIS进行二次开发，依据本科室的放疗流程、人员分工（图2）以及对功能的需求（表1），设计并开发了新的功能模块，以完善系统功能，提高系统性能，充分发挥RTIS在放疗信息化管理中的作用。二次开发选用C#和Java编程语言及自研发工具，对科室的需求进行综合的分析及细化，以此对软件进行定制修改，使其模块和功能、数据和流程管理更加符合本科室的实际需要。

2 结果

2.1 修改和完善了RTIS放疗流程,实现了放疗流程质控

在流程上更好地明确了人员分工，进一步优化和完善了放疗流程并在放疗流程的各个环节引进了各级审核机制，使每个环节都能有据可查，确保每个环节的信息输入与输出得到有效的保障如图2所示；更加方便地进行放疗全流程的质量控制和质量保证；使医生、物理师和治疗师等放疗技术人员能够信息及时互通，全面合作，综合管理，优化了临床工作路径和流程，提高了工作效率，保证放疗的安全实施。

2.2 更好的实现了信息共享和数据整合，提高了工作效率

RTIS的建立和完善，使不同TPS的数据得到有效的共享和整合，实现了异源设备之间的无缝连接，将各个放疗设备产生的各种数据统一存储、集中管理，方便了数据的查询和调用；更好地解决了影像数据的存储问题，使放疗各环节产生的检查图像数据文件都能有效的归档和存储，胶片和纸质资料可以直接通过扫描仪上传到相应患者数据库，可方便的利用门诊号、姓名、病种等条件来搜索保存在数据库中的影像和数据，提高了信息传递的效率和准确性；此外，医生可以在RTIS上远程调取患者治疗计划，进行计划的查看与评估，实现了诊室、门诊、病区、物理室、治疗室之间数据的数据共享，互联互通，避免了不必要的来回奔波，优化的了资源配置，工作效率平均提高了87.8%以上，见表2。

表2 使用RTIS前后数据对比

2.3 完善了软件的现有模块功能

（1） 患者标记功能。在患者列表中新增了患者标记功能，对患者的人员属性进行标记，如军人、临床研究、暂停治疗、终止治疗等，从而方便对放疗患者进行归类、查找，对患者治疗情况进行追踪和随访以及对特殊治疗患者进行提醒。

（2）线上放疗单据开具和申请。完善了放疗单据模块功能，新增了放疗专用单据模板库，包括CT定位申请单、MR定位申请单、放疗计划申请单、放射治疗记录单,放射治疗验证记录单等，全面实现无纸化办公，每年节省纸张近1万张。病人的所有信息全部以数字化的方式保存，避免了手写的数据的繁琐、人为差错以及纸质数据的丢失。

（3）后续计划选择功能。解决了多靶区患者及单靶区同步加量患者治疗日程排序问题，能够自动识别接收的计划信息，并根据前序计划自动的对多计划患者进行治疗排程，解决了现有版本多计划患者日程混乱及丢失后续计划日程等问题。

（4） 科研随访功能。完善了对放疗患者的后期随访功能，建立了患者的病历档案和随访表，实现了患者随访的电子化。

（5）科室运转情况统计与监管。新增了临床工作量查询及统计功能，包括医生接诊量统计、各个机房治疗工作量统计、TPS新增计划量以及TPS完成计划量统计等。

（6）患者质控功能。在每个患者的计划模块中增加了验证数据录入和相关文本图像数据上传下载功能，这样一方面便于在剂量验证模块中进行统一查询、调取以及可视化分析；另一方面，可以对验证数据进行统一和有序的存储，更好地实现了验证数据的整合。

2.4 设计并开发了新的功能模块

根据科室流程管理及个体化需求，主要设计并开发了3个新的模块系统并获得了相应的软件著作权，用来完善整个放疗流程中对物理师工作以及对患者治疗的管理，以期进一步细致和优化放疗流程，提高互通性和工作效率，具体的模块如下。

（1）定位预约模块。放疗制模定位是精确放疗的起始阶段，也是关键步骤，此时患者治疗体位的设定及定位膜的制作成型将贯穿于整个放疗过程，直接影响到放射治疗的精确性[1-4]。此阶段往往患者数量多、秩序乱、定位数量不可控、有时会出现患者拥堵以及主诊组之间同时提交定位单的问题，使技术人员手忙脚乱，容易出错；而有时则会出现时间空档，没有患者。为解决这一问题，开发了定位预约模块（图3），主要包括制模和扫描预约两部分，根据科室工作量的要求限制每个主诊组每天可预约的定位患者数或定位机房每天最大的工作量，医生在进行预约时会看到当天以及后续时间的患者预约信息和定位机房饱和度，可根据自己的要求和定位机房预约情况选择定位时间，然后通知患者按照预约时间前来等候定位。通过信息化的管理和优化，定位情况得到了明显的改善，一方面现场的秩序得到了改善，使患者可以按照自己的预约时间等候叫号进行定位；另一方面，缓解了医生和技术员的工作压力，提高了工作效率，能更加合理的分配工作量，安排工作任务，优化资源配置，保质保量的完成定位任务。

图3 定位预约模块界面

（2）日程管理模块。本功能模块主要包括定位日程和治疗日程两个子任务模块（图4），定位日程主要解决经过定位预约后患者自动排程的问题；治疗日程主要为解决不同治疗机房的预约治疗、患者排程和工作量统计等问题而开发，使患者治疗实现了信息化、流程化及标准化的管理，改变了以往每次添加新患者医生都要亲自去机房的工作方式，极大地提高了工作效率，减少了差错的发生；同时医生可以实时监测治疗机房的工作负荷，有预见性的为新收患者选择合适的治疗机器，从而统筹患者的调配，合理分配资源，使患者可以尽快做上治疗。

图4 日程管理模块界面

（3）任务管理模块。本模块主要为物理师定制开发（图5），为替代纸质单据实现无纸化办公及流程管理。在任务管理模块中，医生开具的治疗计划申请单在确认审核后，会按照单据中选择的计划系统自动分组在任务列表中，每位物理师可以领取自己所在计划系统的计划任务，并可以根据计划的完成进度更新相应计划的任务状态（未领取-未开始-计划中-计划完成），实现了医生对计划进度和状态的实时追踪，并且在计划完成后，可以自动的消息提醒医生及时确认计划；同时可以实时显示每种计划系统和每位物理师的工作量，这样有利于医生和主管物理师全面了解物理计划室的工作负荷，并且物理组长可以进行计划任务的统一分配及调整，防止出现某种TPS计划的堆积，提高工作效率。

图5 任务管理模块界面

3 讨论

网络信息技术的发展给传统的医疗工作模式来了巨大的挑战和机遇，推动了传统医疗工作模式的变革[5-7]。RTIS作为一个基础的放疗信息管理系统，在放疗科的信息建设和管理工作流中起到了越来越重要的作用，通过中心服务器的方式将放疗科涉及所有数据进行统一的存储，结合完善的流程管理和全面的数据分析实现高效地管理。RTIS是一个有效地将放疗各个环节、设备衔接在一起的网络系统，可以降低数据传输的出错率，具有强大的资源整合作用，使信息互联互通，数据共享[8-9]。国外虽已有MOSAIQ、ARIA等商用放疗信息管理系统，但流程和管理方式与国内存在很大差异，很多功能模块受限，无法直接用于临床并且难以进行定制修改和二次开发[10-16]。国产RTIS本地化程度高、可移植性强、灵活度高、共存性好，可以根据科室信息化管理的特点和个性化需求进行定制开发和动态修改，可更好地满足科室的临床应用。

二次开发是指在原有系统的基础上根据客户的需求所进行的修改和再开发，以使得软件更符合实际需要。用户的需求会随着应用的深入、理解的深刻而不断地扩展，就需要在应用过程中对软件进行不断地调整，完善软件功能，因此二次开发是用户必然的需求。相比国外RTIS的封闭性和水土不服等问题，国产RTIS在二次开发和应用创新方面具有较大的优势，通过前期试用、调研及临床的实际需求分析，我们完成了对YINO RTIS的二次开发和完善，构建了用于放疗领域的各功能系统或模块，并通过开放的数据接口实现后期与肿瘤相关信息系统的整合；实现了对信息资源更加有效的管理，使所有数据可以集中存储、完整安全、易于共享，而且能便捷的修改、更新与扩充，并能提供多角度、多方位的检索和统计方式，避免被随意移动、修改和删除。从本RTIS的临床运行测试结果看，其解决了复杂网络及数据结构下的信息整合及流程化管理，运行近5年，安全稳定，数据可靠，方便高效，促进了科室标准化、规范化和统一化的流程管理和质量控制。

放射治疗是一个有多类型人员参与、多环节组成的治疗流程，人为差错是在所难免的，但可以通过建立一个优质的流程管理和质量保证体系来降低差错率，将分散于放疗流程各个环节的医疗风险进行统一管理，可有效地避免医疗风险的发生。国产RTIS具有更加友好的交互界面，其流程化管理更符合国内医护人员的使用习惯，因此其用户体检更好，易操作、亲和度更高，这样可以避免一些误理解及误操作。通过RTIS的应用，使放疗各个环节信息传递更加流畅、快捷，大幅地减少了因人为书写或字迹难以辨认所造成的信息差错，减少很多人为的中间环节，提高数据传输和利用的准确性，降低错误发生的风险，使整个放疗过程的质量控制更有保障；使分工更加明确、合理，环节衔接更加高效、顺畅，减少了信息在某一环节的滞留、堆积，大幅提高工作效率和工作质量；使流程监管更加规范、严格和高效，在不同层次、不同环节和不同人员之间实现了数字化监管和各级审查，大大提高了某一环节的差错检出率，避免了放疗不良事件的发生，为患者治疗提供过了更加安全的保障。此外，放疗患者临床数据的收集和处理更加容易、便捷，为大数据分析和数据挖掘奠定了基础，为管理者和科研人员提供全面的数据支持[17-20]。

经过逐步地修改和完善，YINO RTIS很好地满足了科室信息数据管理的需求，从质量控制、流程控制、数据存储及分析等方面解决了目前科室存在的问题，使科室更好地实现了电子化，信息化及流程化的管理，同时提高了科室整体的工作效率及放疗流程质控水平，是放疗资源高效利用和放疗信息化的良好平台。