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關(guān)于基于知識管理的臨床信息系統(tǒng)的研究論文
論文關(guān)鍵詞：知識 信息系統(tǒng) 醫(yī)院信息化 B／S架構(gòu) 數(shù)據(jù)挖掘
論文摘要：臨床信息系統(tǒng)是醫(yī)院信息化的發(fā)展趨勢，然而它在設(shè)計上的復(fù)雜性給普及帶來巨大的挑戰(zhàn)。根據(jù)知識管理的思想，提出摒棄觀望等待的態(tài)度，利用B／S架構(gòu)、SQLServer、ASP．NET、AJAX等構(gòu)建復(fù)雜度適中、技術(shù)難度低、低廉、管理維護(hù)方便的臨床信息系統(tǒng)。通過一個急腹癥子系統(tǒng)的實例證明該方法能降低進(jìn)入門檻，診斷效果較好。
醫(yī)療體制改革以來，我國各類性質(zhì)的醫(yī)院效率都有下降的趨勢。通過醫(yī)院信息化提高醫(yī)院的運(yùn)行效率，特別是采用臨床信息系統(tǒng)(以下簡稱CIS )成為研究的熱點(diǎn)。但是，由于目前人工智能的發(fā)展水平不高，加上絕大部分醫(yī)院存在硬件條件差、技術(shù)薄弱等問題，給CIS的設(shè)計和普及帶來諸多難題。針對普通醫(yī)院的現(xiàn)有條件，根據(jù)知識管理的思想，提出先構(gòu)建知識庫、逐步建設(shè)、不斷完善功能的方法。通過一個急腹癥子系統(tǒng)的實例，證明基于知識管理的CIS有助于醫(yī)院信息化的深化和推廣，幫助廣大醫(yī)院健康發(fā)展，也讓群眾得到越來越多的實惠。
1 醫(yī)院信息化的發(fā)展與存在問題
醫(yī)院信息化，是指醫(yī)院以業(yè)務(wù)流程優(yōu)化重組為基礎(chǔ)，在一定的深度和廣度上利用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，控制和集成化管理醫(yī)療、護(hù)理、、品、物資及科研、教學(xué)等活動中的所有信息，實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)、外部信息共享和有效利用，提高醫(yī)院的管理水平與綜合發(fā)展實力。
醫(yī)院信息化的表現(xiàn)形式為醫(yī)院信息系統(tǒng)( HIS)。 HIS包括兩個部分，一個是醫(yī)院管理信息系統(tǒng)( HMIS)，主要是常規(guī)的信息系統(tǒng)，例如財務(wù)系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、藥品庫存系統(tǒng)等;另一個是臨床信息系統(tǒng)，主要用于搜集疾病、癥狀和病人的診斷信息，并為診斷治療輔助決策等。
目前，醫(yī)院信息化已經(jīng)在HMIS上取得一定進(jìn)展，不少醫(yī)院開始重視并逐步用上了這類管理系統(tǒng)。而作為醫(yī)院信息化發(fā)展趨勢的CIS，發(fā)展一直比較緩慢，真正能為醫(yī)生所接受并投人實際使用的為數(shù)極少。因此，CIS的應(yīng)用成為醫(yī)院信息化過程中的最大挑戰(zhàn)。
CIS在設(shè)計與普及上舉步維艱，其主要原因有:首先，CIS是當(dāng)前企業(yè)級信息系統(tǒng)中最復(fù)雜的一類，設(shè)計難度較大。其次，目前人工智能技術(shù)仍處于發(fā)展階段，給開發(fā)成熟、高校的CIS帶來障礙。再次，C1S設(shè)計費(fèi)用高，維護(hù)管理復(fù)雜，超出普通醫(yī)院的承受能力。
2 知識管理對CIS的啟示
針對CIS信息錯綜復(fù)雜、開發(fā)技術(shù)難度大、投入費(fèi)用高等問題，廣大醫(yī)院對此持觀望、等待的態(tài)度。其實，雖然目前難以設(shè)計出成熟、高效的CIS，但是通過知識管理的思想，搜集相關(guān)資料，通過聯(lián)合建設(shè)的方式，先構(gòu)建知識庫，再逐步完善功能，完全可以設(shè)計出具備基本診斷決策能力和知識管理能力的CIS。
知識管理(KM)為企業(yè)實現(xiàn)顯性知識和隱性知識共享提供新的途徑，利用集體的智慧提高企業(yè)的應(yīng)變和創(chuàng)新能力。知識管理的思想對CIS的啟示有如下幾個方面。
第一，知識是競爭力的核心，企業(yè)要盡量掌握更多的知識，并管理高質(zhì)量的知識。因此，對于和疾病、癥狀、病例、診斷方法等知識密切相關(guān)的CIS，特別是CIS輔助診斷決策的功能，是提高醫(yī)院的綜合競爭力的重要保障，值得醫(yī)院進(jìn)行一定的投人研究。
第二，相比容易表達(dá)、復(fù)制和模仿的顯性知識，隱性知識往往是伴隨著某個過程的知識，也就是體現(xiàn)在實踐中的知識。如果競爭者沒有參與這個過程，不僅難以體驗到這種知識的存在，更是難以模仿。因此，醫(yī)院應(yīng)該親自參與CIS的建設(shè)，從而獲得CIS的隱性知識并提升信息化的水平。
第三，知識庫是知識的基礎(chǔ)，只有構(gòu)建了知識庫才能真正開展有效的知識管理，有助于通過比較成熟的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)產(chǎn)生新的知識，提高醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)。人工的方法很難在知識庫雜亂無章的信息中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，但是經(jīng)過分析處理后可以找到其中隱含的重要知識。顯然，如果不開展CIS研究，沒有一定積累的知識庫，通過數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)新知識也無從談起。
第四，知識管理提倡“最好從今天開始”，也就說，知識管理像做運(yùn)動一樣，做一兩天可能沒有明顯效果，但是幾個月下來就會有很大的差異。同樣的，不應(yīng)該因為暫時無法實現(xiàn)高水平的CIS系統(tǒng)而止步不前。只要持續(xù)的投人研究，還是可以開發(fā)出實用性不錯且潛力巨大的CIS。
另外，有了知識庫和CIS，也有利于促進(jìn)醫(yī)護(hù)人員之間的交流，借助集體的智慧提高診斷水平。
3 基于知識管理的CIS的建設(shè)
基于知識管理的思想，CIS的建設(shè)可以分為幾個步驟。首先，選擇一個易于擴(kuò)展的架構(gòu)，設(shè)計一個存儲臨床信息的知識庫。然后，根據(jù)專家的理論和臨床經(jīng)驗，對知識庫中的內(nèi)容進(jìn)行加工整理，為診斷提供依據(jù)。接著，設(shè)計具有初步診斷決策的系統(tǒng)并投入試用，在實踐中不斷完善功能。
最后，搜集一定數(shù)量病例信息后，利用數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)新知識。
3. 1采用B/S架構(gòu)建設(shè)CIS
目前軟件開發(fā)中流行C/S(Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器)和B/S (Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)兩種不同的架構(gòu)，它們各自具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。對國內(nèi)流行的醫(yī)院信息系統(tǒng)進(jìn)行了，發(fā)現(xiàn)它們都只是面向常規(guī)信息處理，并且絕大部分采用C/S架構(gòu)，也有不少單機(jī)版本的系統(tǒng)。其中原因就是C/S架構(gòu)的軟件具有速度快、打印方便的優(yōu)勢，能滿足各種層次計算機(jī)的需求。
但是，CIS的主要任務(wù)是醫(yī)療知識的管理和診斷決策輔助，打印也往往是固定的樣式，沒有特別的需求。因此，為了降低開發(fā)難度和維護(hù)費(fèi)用，應(yīng)該采用B/S架構(gòu)建設(shè)CIS。
首先，B/S架構(gòu)對技術(shù)要求較低，開發(fā)周期較短，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的CIS非常有利。在開發(fā)難度降低的情況下，通過合作的方式可以完成功能簡單的CIS。由于技術(shù)難度低，也便于醫(yī)院方自行修改完善。
其次，開發(fā)低廉，功能擴(kuò)展方便。B/S架構(gòu)的軟件一般只有初期一次性投人成本，并可以通過增加頁面的方法來增加系統(tǒng)功能，非常方便。而C/S架構(gòu)的軟件項目控制比較困難，系統(tǒng)會隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大而使得連綿不絕，容易出現(xiàn)IT黑洞。
再次，C/S架構(gòu)需要在所有客戶機(jī)上安裝和配置軟件，管理和維護(hù)的工作量很大，升級的成本也比較高，而B/S架構(gòu)只需要在服務(wù)器上配置好，那么與之相連的計算機(jī)都可以在無需安裝額外的軟件情況下，通過瀏覽器獲取服務(wù)，避免了繁重的重復(fù)性勞動，將管理和維護(hù)的工作量減少到最低。
另外，C/S架構(gòu)的通用性較差，受客戶端影響較大，難以同時兼容多種類型的操作系統(tǒng)。例如，配置較低的計算機(jī)往往安裝了Windows 98，而很多較新的計算機(jī)配置了Windows Vista，那么，C/S架構(gòu)的軟件常常需要提供多個版本才能滿足用戶的需求。而B/S架構(gòu)通用性很好，不存在跨平臺的問題。
3. 2采用SQL Server 2005構(gòu)建知識庫
知識數(shù)量的多少、質(zhì)量的高低是決定CIS性能是否優(yōu)越的主要因素。因此，要把疾病診斷問題求解的專門知識從醫(yī)學(xué)專家頭腦中和其它知識源中提煉出來，并按照一種合適的知識表示方法將其轉(zhuǎn)移到計算機(jī)中，構(gòu)建知識庫。在此，采用當(dāng)前主流的大型數(shù)據(jù)庫軟件SQL Server 2005構(gòu)建知識庫，具體步驟如下:
首先，根據(jù)CIS的要求，在數(shù)據(jù)庫中建立疾病匯編表。由于CIS在國內(nèi)尚屬于試驗性階段，不可能也沒有必要搜集完所有種類的疾病、因此，不同的醫(yī)院可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。在此，設(shè)計了一個急腹癥的疾病匯編表，取名asm，包括外科急腹癥、內(nèi)科急腹癥、婦科急腹癥三個大類約70種疾病。asm數(shù)據(jù)表共包括四個字段，diseaseID ,section, name_ EN, name_ CN，分別用于表示疾病的編號、所屬大類、英文縮寫、中文名稱。
然后，建立癥狀表，取名symptom，其中包括病史、常規(guī)癥狀、體征、科技檢查共四個大類約100。多種癥狀，如“夏季”、“長江以南”、“吸煙史”、“頻繁嘔吐與腹瀉”等。每種癥狀都有相應(yīng)的編號和分類號，便于對這些知識的管理。
接著，組織醫(yī)生對每種癥狀的相關(guān)癥狀進(jìn)行分析討論，建立診斷癥狀表diagnose_symptom和癥狀分類表diagnose_kind。其中，前者既包括與疾病密切相關(guān)的主要癥狀，也包括其他相關(guān)度一般或者降低相關(guān)度的癥狀，例如疾病“急性闌尾炎”的“轉(zhuǎn)移性右下腹部痛”、“麥?zhǔn)险鳌钡劝Y狀。后者存儲著某疾病相關(guān)癥狀的分類情況，比如“頻繁嘔吐與腹瀉”的癥狀在“輸尿管結(jié)石”中的相關(guān)度屬于正向還是反向，權(quán)重多少，等等。這兩個表是醫(yī)學(xué)理論和臨床經(jīng)驗的，也是知識庫中最寶貴的部分。
最后，提供病例記錄表history、治療選擇方案表thera-peutic等相關(guān)的數(shù)據(jù)表。它們?yōu)樵\斷決策和數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)。
3. 3采用ASP. NET技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)功能
目前B/S架構(gòu)中流行的編程技術(shù)有ASP, JSP, PHP,ASP. NET四種，其中ASP. NET作為微軟的旗艦產(chǎn)品，具有技術(shù)先進(jìn)、性能強(qiáng)大、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢，在各類專家系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。因此，雖然CIS在起步階段，系統(tǒng)并不龐大，但是從發(fā)展趨勢考慮，還是采用ASP. NET技術(shù)來實現(xiàn)。CIS的系統(tǒng)總體功能框圖如圖I所示。
其中，“診斷輔助”模塊的使用方法為:首先，用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器打開CIS的首頁，輸人姓名登錄系統(tǒng)。然后，進(jìn)人“診斷輔助”頁面，輸人病人的姓名，CIS為該病人在病例表中插人新紀(jì)錄。接著，用戶可以在癥狀大全的頁面中選擇病人癥狀的方式進(jìn)行診斷，也可以先簡單判斷疑似哪種疾病再進(jìn)人該疾病的診斷頁面進(jìn)行處理。不管是哪一種，由于設(shè)計的癥狀較多，因此CIS會采用MRU(Most recentlyused，最近最常使用)算法將最近最常見的疾病和癥狀排在前列，方便用戶選擇。
另外，針對B/S架構(gòu)速度相對較慢的缺陷，CIS應(yīng)該采用AJAX(Asynchronous JavaScript and XML，異步JavaScript和XML)等技術(shù)來提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并通過CSS (Cas-cading Style Sheets，層疊樣式表)提示用戶是否已經(jīng)選擇了某癥狀，效果如圖2所示。
3. 4CIS進(jìn)一步的工作
雖然現(xiàn)在已經(jīng)能在實踐中進(jìn)行基本的診斷輔助決策，但是作為發(fā)展階段中的CIS，這樣的系統(tǒng)還是需要不斷的完善。CIS進(jìn)一步的工作主要有:不斷擴(kuò)展疾病表和癥狀表的結(jié)構(gòu)，為其添加詳細(xì)的文字、圖片、視頻說明，將CIS構(gòu)建成越來越完善的知識庫;不斷將其他科類的疾病、癥狀補(bǔ)充進(jìn)知識庫，并建立醫(yī)生用戶表，將醫(yī)生與相應(yīng)科類的疾病進(jìn)行關(guān)聯(lián);不斷加強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘的力度，通過對病例和術(shù)后評價的信息，發(fā)現(xiàn)問題并修正系統(tǒng)的診斷方法。
4 結(jié)束語
面對信息系統(tǒng)的復(fù)雜性，醫(yī)院和tT企業(yè)不應(yīng)該觀望等待，而應(yīng)該通過構(gòu)建知識庫、逐步建設(shè)、不斷完善功能的方法進(jìn)行嘗試。實踐證明，基于知識管理的思想，通過Bis架構(gòu)、SQL Server, ASP. NET, AJAX等可以構(gòu)建使用效果較好的臨床信息系統(tǒng)，有利于臨床信息系統(tǒng)的普及化，造福人類。
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