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論文關(guān)鍵詞：知識 信息系統 醫院信息化 B／S架構 數據挖掘
論文摘要：臨床信息系統是醫院信息化的發(fā)展趨勢，然而它在設計上的復雜性給普及帶來(lái)巨大的挑戰。根據知識管理的思想，提出摒棄觀(guān)望等待的態(tài)度，利用B／S架構、SQLServer、ASP．NET、AJAX等構建復雜度適中、技術(shù)難度低、低廉、管理維護方便的臨床信息系統。通過(guò)一個(gè)急腹癥子系統的實(shí)例證明該方法能降低進(jìn)入門(mén)檻，診斷效果較好。
醫療體制改革以來(lái)，我國各類(lèi)性質(zhì)的醫院效率都有下降的趨勢。通過(guò)醫院信息化提高醫院的運行效率，特別是采用臨床信息系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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，加上絕大部分醫院存在硬件條件差、技術(shù)薄弱等問(wèn)題，給CIS的設計和普及帶來(lái)諸多難題。針對普通醫院的現有條件，根據知識管理的思想，提出先構建知識庫、逐步建設、不斷完善功能的方法。通過(guò)一個(gè)急腹癥子系統的實(shí)例，證明基于知識管理的CIS有助于醫院信息化的深化和推廣，幫助廣大醫院健康發(fā)展，也讓群眾得到越來(lái)越多的實(shí)惠。
1 醫院信息化的發(fā)展與存在問(wèn)題
醫院信息化，是指醫院以業(yè)務(wù)流程優(yōu)化重組為基礎，在一定的深度和廣度上利用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )和技術(shù)及數據庫技術(shù)，控制和集成化管理醫療、護理、、品、物資及科研、教學(xué)等活動(dòng)中的所有信息，實(shí)現醫院內、外部信息共享和有效利用，提高醫院的管理水平與綜合發(fā)展實(shí)力。
醫院信息化的表現形式為醫院信息系統( HIS)。 HIS包括兩個(gè)部分，一個(gè)是醫院管理信息系統( HMIS)，
主要是常規的信息系統，例如財務(wù)系統、人事系統、藥品庫存系統等;另一個(gè)是臨床信息系統，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，醫院信息化已經(jīng)在HMIS上取得一定進(jìn)展，不少醫院開(kāi)始重視并逐步用上了這類(lèi)管理系統。而作為醫院信息化發(fā)展趨勢的CIS，發(fā)展一直比較緩慢，真正能為醫生所接受并投人實(shí)際使用的為數極少。因此，CIS的應用成為醫院信息化過(guò)程中的最大挑戰。
CIS在設計與普及上舉步維艱，其主要原因有:首先，CIS是當前企業(yè)級信息系統中最復雜的一類(lèi)，設計難度較大。其次，目前人工智能技術(shù)仍處于發(fā)展階段，給開(kāi)發(fā)成熟、高校的CIS帶來(lái)障礙。再次，C1S設計費用高，維護管理復雜，超出普通醫院的承受能力。
2 知識管理對CIS的啟示
針對CIS信息錯綜復雜、開(kāi)發(fā)技術(shù)難度大、投入費用高等問(wèn)題，廣大醫院對此持觀(guān)望、等待的態(tài)度。其實(shí)，雖然目前難以設計出成熟、高效的CIS，但是通過(guò)知識管理的思想，搜集相關(guān)資料，通過(guò)聯(lián)合建設的方式，先構建知識庫，再逐步完善功能，完全可以設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(shí)現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)的應變和創(chuàng )新能力。知識管理的思想對CIS的啟示有如下幾個(gè)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，是提高醫院的綜合競爭力的重要保障，值得醫院進(jìn)行一定的投人研究。
第二，相比容易表達、復制和模仿的顯性知識，隱性知識往往是伴隨著(zhù)某個(gè)過(guò)程的知識，也就是體現在實(shí)踐中的知識。如果競爭者沒(méi)有參與這個(gè)過(guò)程，不僅難以體驗到這種知識的存在，更是難以模仿。因此，醫院應該親自參與CIS的建設，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，只有構建了知識庫才能真正開(kāi)展有效的知識管理，有助于通過(guò)比較成熟的數據挖掘技術(shù)產(chǎn)生新的知識，提高醫院的醫療技術(shù)。人工的方法很難在知識庫雜亂無(wú)章的信息中發(fā)現規律，但是經(jīng)過(guò)分析處理后可以找到其中隱含的重要知識。顯然，如果不開(kāi)展CIS研究，沒(méi)有一定積累的知識庫，通過(guò)數據挖掘發(fā)現新知識也無(wú)從談起。
第四，知識管理提倡“最好從今天開(kāi)始”，也就說(shuō)，知識管理像做運動(dòng)一樣，做一兩天可能沒(méi)有明顯效果，但是幾個(gè)月下來(lái)就會(huì )有很大的差異。同樣的，不應該因為暫時(shí)無(wú)法實(shí)現高水平的CIS系統而止步不前。只要持續的投人研究，還是可以開(kāi)發(fā)出實(shí)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)醫護人員之間的交流，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
基于知識管理的思想，CIS的建設可以分為幾個(gè)步驟。首先，選擇一個(gè)易于擴展的架構，設計一個(gè)存儲臨床信息的知識庫。然后，根據專(zhuān)家的理論和臨床經(jīng)驗，對知識庫中的內容進(jìn)行加工整理，為診斷提供依據。接著(zhù)，設計具有初步診斷決策的系統并投入試用，在實(shí)踐中不斷完善功能。
最后，搜集一定數量病例信息后，利用數據挖掘發(fā)現新知識。
3. 1采用B/S架構建設CIS
目前軟件開(kāi)發(fā)中流行C/S (Client/Server，客戶(hù)機/服務(wù)器)和B/S (Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)兩種不同的架構，它們各自具有自己獨特的優(yōu)勢。對國內流行的醫院信息系統進(jìn)行了，發(fā)現它們都只是面向常規信息處理，并且絕大部分采用C/S架構，也有不少單機版本的系統。其中原因就是C/S架構的軟件具有速度快、打印方便的優(yōu)勢，能滿(mǎn)足各種層次計算機的需求。
但是，CIS的主要任務(wù)是醫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(méi)有特別的需求。因此，為了降低開(kāi)發(fā)難度和維護費用，應該采用B/S架構建設CIS。
首先，B/S架構對技術(shù)要求較低，開(kāi)發(fā)周期較短，對于結構復雜的CIS非常有利。在開(kāi)發(fā)難度降低的情況下，通過(guò)合作的方式可以完成功能簡(jiǎn)單的CIS。由于技術(shù)難度低，也便于醫院方自行修改完善。
其次，開(kāi)發(fā)低廉，功能擴展方便。B/S架構的軟件一般只有初期一次性投人成本，并可以通過(guò)增加頁(yè)面的方法來(lái)增加系統功能，非常方便。而C/S架構的軟件項目控制比較困難，系統會(huì )隨著(zhù)應用范圍的擴大而使得連綿不絕，容易出現IT黑洞。
再次，C/S架構需要在所有客戶(hù)機上安裝和配置軟件，管理和維護的工作量很大，升級的成本也比較高，而B(niǎo)/S架構只需要在服務(wù)器上配置好，那么與之相連的計算機都可以在無(wú)需安裝額外的軟件情況下，通過(guò)瀏覽器獲取服務(wù)，避免了繁重的重復性勞動(dòng)，將管理和維護的工作量減少到最低。
另外，C/S架構的通用性較差，受客戶(hù)端影響較大，難以同時(shí)兼容多種類(lèi)型的操作系統。例如，配置較低的計算機往往安裝了Windows 98，而很多較新的計算機配置了Windows Vista，那么，C/S架構的軟件常常需要提供多個(gè)版本才能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。而B(niǎo)/S架構通用性很好，不存在跨平臺的問(wèn)題。
3. 2采用SQL Server 2005構建知識庫
知識數量的多少、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(wèn)題求解的專(zhuān)門(mén)知識從醫學(xué)專(zhuān)家頭腦中和其它知識源中提煉出來(lái)，并按照一種合適的知識表示方法將其轉移到計算機中，構建知識庫。在此，采用當前主流的大型數據庫軟件SQL Server 2005構建知識庫，具體步驟如下:
首先，根據CIS的要求，在數據庫中建立疾病匯編表。由于CIS在國內尚屬于試驗性階段，不可能也沒(méi)有必要搜集完所有種類(lèi)的疾病、因此，不同的醫院可以根據自己的需求進(jìn)行相應的設計。在此，設計了一個(gè)急腹癥的疾病匯編表，取名asm，包括外科急腹癥、內科急腹癥、婦科急腹癥三個(gè)大類(lèi)約70種疾病。asm數據表共包括四個(gè)字段，diseaseID ,section, name_ EN, name_ CN，分別用于表示疾病的編號、所屬大類(lèi)、英文縮寫(xiě)、中文名稱(chēng)。
然后，建立癥狀表，取名symptom，其中包括病史、常規癥狀、體征、科技檢查共四個(gè)大類(lèi)約100。多種癥狀，如“夏季”、“長(cháng)江以南”、“吸煙史”、“頻繁嘔吐與腹瀉”等。每種癥狀都有相應的編號和分類(lèi)號，便于對這些知識的管理。
接著(zhù)，組織醫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(lèi)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“轉移性右下腹部痛”、“麥氏征”等癥狀。后者存儲著(zhù)某疾病相關(guān)癥狀的分類(lèi)情況，比如“頻繁嘔吐與腹瀉”的癥狀在“輸尿管結石”中的相關(guān)度屬于正向還是反向，權重多少，等等。這兩個(gè)表是醫學(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)的數據表。它們?yōu)樵\斷決策和數據挖掘服務(wù)。
3. 3采用ASP. NET技術(shù)實(shí)現系統功能
目前B/S架構中流行的編程技術(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)、性能強大、穩定可靠等優(yōu)勢，在各類(lèi)專(zhuān)家系統中也得到了廣泛應用。因此，雖然CIS在起步階段，系統并不龐大，但是從發(fā)展趨勢考慮，還是采用ASP. NET技術(shù)來(lái)實(shí)現。CIS的系統總體功能框圖如圖I所示。
其中，“診斷輔助”模塊的使用方法為:首先，用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器打開(kāi)CIS的首頁(yè)，輸人姓名登錄系統。然后，進(jìn)人“診斷輔助”頁(yè)面，輸人病人的姓名，CIS為該病人在病例表中插人新紀錄。接著(zhù)，用戶(hù)可以在癥狀大全的頁(yè)面中選擇病人癥狀的方式進(jìn)行診斷，也可以先簡(jiǎn)單判斷疑似哪種疾病再進(jìn)人該疾病的診斷頁(yè)面進(jìn)行處理。不管是哪一種，由于設計的癥狀較多，因此CIS會(huì )采用MRU (Most recentlyused，最近最常使用)算法將最近最常見(jiàn)的疾病和癥狀排在前列，方便用戶(hù)選擇。
另外，針對B/S架構速度相對較慢的缺陷，CIS應該采用AJAX (Asynchronous JavaScript and XML，異步JavaScript和XML)等技術(shù)來(lái)提高系統的響應速度，并通過(guò)CSS (Cas-cading Style Sheets，層疊樣式表)提示用戶(hù)是否已經(jīng)選擇了某癥狀，效果如圖2所示。
圖2顯示，如果某個(gè)癥狀沒(méi)有被點(diǎn)擊，則保持“黑色、字號14像素”的樣式;如果點(diǎn)擊了一次，則更改為“紅色，字號20像素”;如果再次點(diǎn)擊，則該癥狀被取消并恢復為默認的樣式。CIS將用戶(hù)的點(diǎn)擊行為送人后臺，根據diagnose _symptom和diagnose_kind進(jìn)行判斷，并將最后得分局部更新診斷頁(yè)面。
3. 4 CIS進(jìn)一步的工作
雖然現在已經(jīng)能在實(shí)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，這樣的系統還是需要不斷的完善。CIS進(jìn)一步的工作主要有:不斷擴展疾病表和癥狀表的結構，為其添加詳細的文字、圖片、視頻說(shuō)明，將CIS構建成越來(lái)越完善的知識庫;不斷將其他科類(lèi)的疾病、癥狀補充進(jìn)知識庫，并建立醫生用戶(hù)表，將醫生與相應科類(lèi)的疾病進(jìn)行關(guān)聯(lián);不斷加強數據挖掘的力度，通過(guò)對病例和術(shù)后評價(jià)的信息，發(fā)現問(wèn)題并修正系統的診斷方法。
4 結束語(yǔ)
面對信息系統的復雜性，醫院和tT企業(yè)不應該觀(guān)望等待，而應該通過(guò)構建知識庫、逐步建設、不斷完善功能的方法進(jìn)行嘗試。實(shí)踐證明，基于知識管理的思想，通過(guò)Bis架構、SQL Server, ASP. NET, AJAX等可以構建使用效果較好的臨床信息系統，有利于臨床信息系統的普及化，造福人類(lèi)。
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