临床医嘱检验项目选择智能化提示系统的开发与临床应用
中国医科大学附属盛京医院检验科沈北院区负责人
博士，副教授，硕士生导师，美国科罗拉多州立大学访问学者，现担任中国医科大学附属盛京医院检验科沈北院区负责人。主要从事生化、免疫自动化、血细胞及尿沉渣形态学实验室检测，室内质量控制和实验室质量管理工作。主持和参与多项部省级科研课题，发表SCI和国内核心期刊发表论文章20余篇。
一、研究背景
在医疗信息化建设中，电子病历（Electronic Medical Record，EMR）因其快速、全面、准确地采集、存储、处理和传输医疗信息的能力，成为医疗信息化的核心建设内容。电子病历系统集成患者管理系统、实验室信息系统、放射信息系统、药房系统和医嘱录入系统（Computerized Physician Order Entry，CPOE）等五个方面的系统数据。医生可以使用CPOE为患者开具检验、检查及药物医嘱。近年来，不断发展CPOE能够克服医嘱执行上的延误，预防与药物治疗有关不良事件的发生，尤其在临床医嘱的选择和优化中更加彰显其有效的指导作用。
当前医疗环境下，临床医生的诊疗越来越依赖于实验室检测结果，这极易导致检验项目的不合理使用。临床实验检测费用持续攀升，如何合理地、科学地选择检测指标已经成为检验学科发展的热点问题。CPOE系统对检验项目的选择有广泛的影响，临床医嘱选择的优化、规范化和智能化的设置，让临床医生能够快速地在线获得检验项目重要的信息，有助于临床医生在项目选择时能够做到有的放矢。因此，在积累了大量医疗数据之后，信息技术另一个重要的应用就是临床决策支持系统（Clinical Decision Support Systems，CDSS）。CDSS依托于EMR系统，基于多种数据挖掘技术方法，构建分析决策模型，针对医疗数据进行挖掘分析，为临床诊疗的客观和规范化提供临床决策支持，为医生智能选择临床医嘱项目起推荐、提示和限制等作用。
二、临床医嘱检验项目选择智能化提示系统模块设计
临床医嘱项目选择智能化是在电子病历的基础上全面应用医嘱录入系统和临床决策支持系统的具体体现形式。是电子病历的核心价值，是电子病历发展的成熟阶段，是为临床提供决策支持服务的主要载体和工具。
1. 医嘱录入系统的模块设计：医嘱录入系统为医生录入医嘱提供标准化的列表和模板，从而减少医生为患者开出不恰当的药方或不规范的检验、检查医嘱信息的可能性。CPOE提供临床和技术支持，建立有完善标准的临床医嘱字典，临床医生直接从字典中选择医嘱项目进行标准化医嘱录入，但是也可以根据每个医生或者特殊要求对医嘱进行个性化修改。系统对整个医嘱流程都有完整的跟踪，从临床医生下达医嘱开始，到护士确认医嘱，以及医嘱信息相继传递到各个执行部门（如药房、检验、检查科室），医嘱接收人员执行医嘱并对其进行处理，直到最后完成。医嘱流程中的每个节点都有监控和记录，从环节中保证医嘱的质量。CPOE的标准化，专业化术语的设置既包括单个检验项目的设置，又涵盖能够满足特定功能检测需求的项目组套的组合方式，方便临床医生根据实际检测要求选择适宜的项目组套类别。以患者病史记录和症状体征描述等疾病相关的典型特点为依据，进而归纳整理、总结并通过更加复杂的设计和关联导出临床医嘱的建议选择明细，以便医生针对患者的具体病情特点进行主观的甄别和采纳。
2. 临床决策支持系统的模块设计：以知识为基础的临床决策支持系统可分为知识库、推理引擎和用户沟通机制三个部分，知识库包括诊断与症状体征之间的概率关联，推理引擎用于在实际患者数据和知识库中所包含的知识、公式或关联规则之间建立联系。用户沟通机制能够完成系统的患者数据输入以及向用户输出决策支持结果。CDSS的诊断决策支持功能一般会基于病人的症状和体征向用户提供一个患者可能患有的疾病列表，其知识库包含有关疾病及其症状和体征的相关知识，推理引擎完成病人的症状体征与疾病的匹配，并向医生提供一个可以考虑的疾病诊断列表。这样的诊断支持系统一般不会只生成一个推荐诊断，而是会基于已有信息生成一系列的相关诊断。由于临床医生对患者信息的掌握程度高于计算机对患者信息的采集程度，所以临床医生们有能力为从这样的诊断列表中去除一些不适合的选择。
数据驱动的CDSS提供决策支持的基础是应用数据挖掘等人工智能的方法，利用计算机从过去的经验或临床数据中学习或识别出某些模式以提供决策支持。数据驱动的CDSS主要包括基于数据仓库的联机分析处理应用和基于数据挖掘的决策支持应用。数据仓库是面向主题的、集成的、时变的和非易失的数据集合，能够支持管理相关的决策过程。面向主题的是指数据仓库中的数据是围绕特定主题进行组织的。集成性是由于数据来自很多异构数据源，如关系型数据库、文件系统等。开发人员需要将各个系统中与特定主题相关的数据抽取出来，并经过必要的清洗、校验、转换，最终加载到数据仓库。数据仓库中的数据随时间变化而发生变化，数据仓库需要及时更新以维持与数据源的一致，从而才能保证数据仓库所提供数据视图具有时效性。数据挖掘是在大量数据中发掘模式和关系的过程，是数据中知识发现的重要步骤。数据挖掘是在数据集中识别有效的、易于理解的新模式过程。主要目标是为用户发现新的模式，用来进行描述和预测。描述侧重于寻找模式并以一种可以解释和易于理解的方式展示；而预测则是在数据中寻找到关键变量和字段，进而预测实体未来的行为过程。数据挖掘适合应用于临床环境中来提供决策支持。
三、临床医嘱检验项目选择智能化提示系统临床应用
1. 临床支持决策系统对临床医嘱项目选择的智能化推荐功能：临床决策支持系统可以将临床全部症候表现与数据库中的数据进行匹配，进行综合分析、判断，然后进行逐步提问和分析。专家系统在医学领域中的应用及诊断治疗规范指南等作为知识医学库的重要组成部分，除此之外知识库还包括足够多的病例统计资料。电子病历涵盖患者主诉、症状、体征等主要疾病相关的病例特点作为数据库全局，能够提供程序做出推理判断输入原料。CDSS模拟专家诊断和治疗疾病的思维过程，选用一定的数字模型进行推理，进而完成疾病的初步诊断，并推荐一些需要进一步操作的检验、检查等智能化的提示功能。
临床医嘱项目智能化选择的提示功能是CDSS诸多功能中与能够实验室检测项目相关联的主要应用功能。这是由于检验常规工作中，日益增加的血液生化、免疫学、细胞学、病理学、微生物学乃至分子生物学等检查项目，为临床医生确定诊断、监测疗效及预后评价提供了越来越多的可供选择的辅助手段。当临床医生诊治患者时，面临从数以百计的检验项目中选择最有诊疗价值的指标的抉择。然而，任何医生不可能精通医学的所有领域，所以面对选择并非易事。因此，智能、高效的选择检验项目对于临床医生来说势在必行，而且要行之有效。
沈阳某三级甲等综合医院（中国医科大学附属盛京医院）的EMR系统，集成临床决策支持系统软件，能够完成人机交互的医疗信息技术的临床应用，能够通过数据、模型等辅助为临床医生提供临床决策支持。这项临床决策支持工具，基于全球循证医学证据数据库和专家共识发展的临床知识数据库，支持400多症状、800多疾病、覆盖31个学科的近81%常见疾病，包含3,500多张医学图像、7,000多篇国际临床指南、250多医学计算器、110多篇中国专家评议。该项CDSS系统具备录入临床症状、体征推荐疑似诊断列表；从相似诊断推荐辅助诊断；进而展示推荐诊断详情；根据辅助诊断推荐相关检验项目和检查；推荐医嘱项目可以直接开立临床医嘱项目申请单；根据病历内容智能匹配治疗方案、能够与临床指南与临床工作站进行无缝对接的功能。为医务工作者在临床诊疗和学习过程中即时提供精准、可信的诊疗知识，帮助他们做出准确的医疗诊断、优化治疗方案、改善患者预后。临床医生实际应用CDSS实现临床医嘱选择的智能化具体操作步骤如下：打开电子病历，进入“患者列表”，点击“入院记录”，输入“主诉”、“现病史”、“既往史”、“其他病史”后，弹出“辅助诊断”提示框，在“辅助诊断”界面中可以点击“诊断详情”打开“诊断详情”界面，可以查看“推荐检查检验”（见图1）。
2. 医嘱录入系统对特殊医嘱项目的检查、限制功能：临床决策支持系统是临床医嘱项目选择智能化功能实现的核心内容和主要支撑软件系统，但是CDSS即使功能再强大、系统再完善，可一旦有特殊疾病，特殊复杂症状、并发症等个体差异性的现象发生时，CDSS的知识库包括专家推荐和数据挖掘等各方面的智能化支持功能有可能不能解决问题。因此，CDSS的实现只能是相对的，针对特殊病例，临床医生要采取主动操作完成检验医嘱的选择。
医嘱录入系统能够协助医生在系统中进入几百种在线项目清单，并随意进行项目选择。医生也可以通过输入检验项目的名称，按照拼音首写字母索引的方式查询锁定医嘱。此外，关于重复医嘱，明显逻辑错误的医嘱，DRG收费对医嘱的限制等诸多问题。比如：一些常规检测项目（血常规、尿常规、电解质等）最易重复使用；辅助生殖门诊患者需在不同日期检测激素，却由于重复医嘱常常造成该患者的激素在当日检测两次。甚至出现一些住院患者，根本不具备开立相关检测项目的征兆，医生仍每天开具类似检验，对这些项目进行选择干预，能够明显地降低患者住院费用。针对价格昂贵的特殊罕见检测项目，比如基因检测、质谱分析、特殊抗体、细胞因子等检测项目，如果医生的医术医道有限，造成临床应用不合理，将增加患者经济负担，并给诊断带来困惑。因此，合理干预这类项目的滥用或过度使用，可采用分层限制的管理办法，项目在开立前需向专家委员会提出申请，专家成员主要由临床医生、专科医生和检验专家组成。这些专家会根据患者实际情况进行综合评估，这类项目只有获得授权批准后方可选择使用。
医嘱录入系统可以针对这些问题进行一些特殊的设置，比如限制同一患者在一定时间内重复检测某项指标的频率，或者提示该项目上次检测的时间及结果，以免因医生的疏忽导致重复检查；临床出现的明显错误的，不合理的医嘱进行限制和提示，比如限制男性患者检测血液HCG，针对前列腺特异抗原的医嘱项目提示该患者是女性，避免临床医嘱项目明显的差错而导致的患者不满意和检验费用的无效支出。此外，还可对项目选择分层管理，一些常规项目可以对所有的医生开放，一些复杂的项目仅对专科医生开放。通过阻止选择不符合患者征兆的检测项目，从而过滤一些不必要的检查，以减少患者的经济负担。
沈阳某三级甲等综合医院检验科针对本科室开展的所有项目的标本采集要求、特殊项目的性别限制、检验项目的检测的禁忌要求等进行详细说明，并与EMR整合医嘱录入系统完成临床医嘱开立过程中的自动提示和限制功能。这些限制覆盖各专业组检测项目常见的标本前处理过程中可能出现的隐患和发生不合格标本的风险。比如肾素血管紧张素II、醛固酮采集前标本管添加酶抑制剂，24小时尿液添加防腐剂的种类提示及添加24小时尿量的操作要求，脑脊液标本的送检时限要求，PCR标本留取容器和送检条件的限制等。临床医生在选择“尿系列分析”（包括尿常规和尿红细胞位相）医嘱时，EMR系统自动弹出对话框提示“建议采用清晨空腹第二次尿”，见图2，这样临床医生就会提前通知患者如何正确留取标本，避免错误标本的采集，提高标本的检测效率。特殊检验项目的性别限制，例如医生开立医嘱名称是“前列腺癌系列”时，系统自动弹出对话框提示“请确认是否为男性”，见图3，临床医生根据提示确认患者性别后，再次选择该检验医嘱，有效地避免了由于明显的性别错误导致临床医嘱的错误执行以及后续一系列不良后果的发生。
3. 临床检验项目检测知识库的提示功能：检验科可以开展的检验项目近400多项，涉及临床血液、体液、生化、免疫、微生物、分子检测等多个领域，另外实验室针对不同检查目的进行相似检验项目归类的组套管理，检验科设置的不同内涵的组套项目也近百种，临床医生专业化程度也来越细化，针对不同亚专业的检验项目了解的程度和深度都极其有限，即使知道项目的名称，即使简单了解该项目与疾病的关联，但是针对该项目的具体的检验目的、检测要求、适用疾病种类及相关的采集要求是知之甚少，更不可能面面俱到。因此，建立所有检验科项目关联其检测目的和临床意义等内容要素的知识库，并利用计算机信息技术将其与EMR医嘱选择界面进行整合，能让医生在检验知识库的帮助下，快速地在线获得检验项目重要的信息，包括临床指征、诊断价值和适用性等。这有助于临床医生在项目选择时能够做到有的放矢。
沈阳某三级甲等综合医院检验科建立检验项目的知识库，详细列举了每个检验项目的检验目的和临床意义，使临床医生能够直接通过在EMR选择医嘱项目就能导出该项目的检测意义，能够有效保证医生在专业要求日益精准的医疗活动中更加快速准确完成医嘱的选择。例如：医生开立医嘱是“前列腺癌系列”，其下拉菜单展示该医嘱“主要用于前列腺癌的诊断、鉴别诊断、疗效观察和随访”，见图4。检验项目知识库的提示功能使临床医生在诊疗过程中，充分掌握检验项目的诊断信息，可以很便利地在诊断、治疗前后、预后观察及判断等不同阶段开立检验医嘱，从而有效地减少误诊和漏诊，减少医疗纠纷隐患，对于提高医疗机构的诊疗水平，促进医疗技术的规范化和标准化将起到重要作用。
四、结语
如今，我国医疗行业的体量已经非常巨大，并仍在高速发展，人们对高质量医疗服务的需求日益增长。信息化手段在医疗行业的应用被认为是改善医疗服务质量的有效途径。临床医嘱选择智能化主要依靠电子病历、医嘱录入系统、临床决策支持系统及检验项目知识库的健全和完善。临床医嘱选择智能化能够协助临床医生更加准确、高效、便捷的完成临床诊疗工作的重要内容，进而促使医院提供更加高效、便捷的医疗服务，全面规范诊疗程序，有效控制医疗成本和减少资源浪费。
参考文献略
注：本文来源于《临床实验室》2020年第8期“数字化、智能化、智慧化”专题
