张泱颌面战创伤救治中信息技术和人工智能技术的开发与应用研究.pdf

厦门大学 硕士学位论文 基于DW的医院主动服务系统的研究与实现 姓名：黄慧萌 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：王备战 20081101 摘要 摘要 随着计算机技术的进步，医院信息化程度的不断深入，各个医院都建立了自 己的医院信息系统并积累了大量的医疗数据资源。若能从这些大量的医疗数据资 源中挖掘出有用的信息辅助决策、辅助诊断，则可满足医院管理决策的需要、从 而提高医疗质量，创造经济效益，并使医院和患者达到双赢的目标。 本课题的研究目标是在这些庞大的医疗数据资源建立起来的数据仓库上使 用先进的数据挖掘技术，改变传统信息服务模式，设计一个商务智能化的医院主 动信息服务系统，为医院信息系统提出主动服务的新应用模式和平台并找到行之 有效的解决方案。 本文通过对数据仓库技术、数据挖掘中关联规则技术的研究和应用，提出一 种商务智能的医院主动服务系统模式，并结合医院信息系统对其实现进行了探 索。该系统是一套智能化系统，主动服务系统功能将渗透到医院管理决策支持、 临床医疗技术支持、设备物质管理、财务业务管理、病人咨询服务等临床医疗活 动各个方面，并包含：医院质量管理、医院经营目标管理、经营决策管理、医院 资源管理、财务管理和预警系统六个功能模块，各个模块中的功能会在调研中继 续加以完善。 论文的主要贡献表现在以下几个方面： 1 、分析医院主动服务需求，并结合医院信息系统的实际数据，研究和确定 可行的且有价值的挖掘主题并针对主题采集数据，建立医疗数据仓库。 2 、根据实际挖掘应用选择相应适合的挖掘算法，深入研究关联规则挖掘技 术并展示挖掘结果对医院管理和医疗决策带来的支持和帮助。 3 、利用网络、移动服务等各种手段，建立医疗预警系统。 关键词：数据仓库；主动服务；H I S ；数据挖掘 A b s t r a e t A b s t r a c t W i t ht h ed e v e l o p m e n ti nc o m p u t e rt e c h n o l o g y ，h o s p i t a li n f o r m a t i o nd a t am o r et o d e e p e n ，m a n yh o s p i t a l sh a v es e tu pt h e i ro w nh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e ma n d a c c u m u l a t e dal a r g ea m o u n to fd a t ar e s o u r c e s T h eu s e f u li n f o r m a t i o nb ee x c a v a t e d f r o mt h e s el a r g ea m o u n to fd a t ar e s o u r c e s ，i tc a ns u p p o r td o c t o rd i a g n o s i so ft h e d i s e a s ea n dh e l ph o s p i t a l Sr e q u i r e m e n to fm a n a g e m e n t S oa st oi m p r o v et h eq u a l i t y o ft r e a t m e n t ，t oc r e a t ee c o n o m i cb e n e f i t sa n dl e th o s p i t a la n ds i c ka l lC a ng e tw h a t t h e r ew a n tt oh a v e T h es u b j e c to ft h i sr e s e a r c hi st ou s ea d v a n c e dd a t am i n i n gt e c h n o l o g yb a s eo n ， c h a n g et h et r a d i t i o n a lm o d eo fi n f o r m a t i o ns e r v i c e ，t od e s i g nai n t e l l i g e n tb u s i n e s s i n i t i a t i v eo ft h eh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m T h i sa r t i c l et h r o u g ht h ed a t aw a r e h o u s et e c h n o l o g y ，m i n i n ga s s o c i a t i o nr u l e s t e c h n o l o g yo fd a t am i n i n g ，d e c i s i o nt r e em i n i n gt e c h n o l o g yt od e p t hs t u d y ，a c c o r d i n g t ot h ed e v e l o p m e n ta n dt r e n d so fC h i n a Sm e d i c a la n dh e a l t hs e c t o ra n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , c o m b i n a t i o nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fh o s p i t a lc l i n i c a la c t i v i t i e s ，i tt ob r i n ga s y s t e mm o d e li nb u s i n e s sI n t e l l i g e n c eo fh o s p i t a l I tt oc o m b i n eh o s p i t a li n f o r m a t i o n s y s t e ma n dt os e a r c hf o rw h e t h e rc o u l d l e ti tr e a l i z e T h es y s t e mi sas e to fi n t e l l i g e n t s y s t e m , a c t i v es e r v i c ec a p a b i l i t yw o u l dt oi n f i l t r a t e i nv a r i o u sa s p e c t so fh o s p i t a l c l i n i c a la c t i v i t i e s ，f o re x a m p l ed e c i s i o nS u p p o r tm a n a g e m e n t ，c l i n i c a lS u p p o r t ， m a t e r i a lm a n a g e m e n t ，f i n a n c i a lm a n a g e m e n ta n dp a t i e n t sa d v i s o r ys e r v i c e sa n dS Oo n I ti n c l u d e sh o s p i t a lq u a l i t ym a n a g e m e n t ，h o s p i t a lo p e r a t i o no b j e c t i v e sm a n a g e m e n t ， o p e r a t i n gd e c i s i o n m a k i n gm a n a g e m e n t ，h o s p i t a lr e s o u r c e sm a n a g e m e n Lf i n a n c i a l M a n a g e m e n ta n de a r l yw a m i n gs y s t e m 1w i l lc o n t i n u et oi m p r o v er e s e a r c ho fe a c h m o d u l e T h em a i nc o n t r i b u t i o n si nt h i st h e s i sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) A n a l y s i so ft h ed e m a n df o rh o s p i t a ls e r v i c e si n i t i a t i v ea n ds e tu pm e d i c a ld a t a w a r e h o u s es y s t e mc o m b i n e dw i t hr e a ld a t ao fh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m sa n d c o l l e c t i n gd a t at h r o u g hr e s e a r c h i n ga n di d e n t i f i n gv i a b l ea n dv a l u a b l em i n i n gt h e m e 2 1I n d e p t hs t u d yo fa s s o c i a t i o nr u l ea n dt e c h n i q u e so fm i n i n ga c c o r d i n gt ot h e a p p r o p r i a t ea p p l i c a t i o no ft h ea c t u a le x c a v a t i o nf o rt h em i n i n ga l g o r i t h m , a n dv a l u e t h ei m p a c tt oh o s p i t a lm a n a g e m e n ta n dm e d i c a ld e c i s i o n - m a k i n gb r o u g h ta b o u tb y d a t am i n i n g 3 ) E s t a b l i s hm e d i c a lw a r n i n gs y s t e mb yt h eI n t e r n e t ，m o b i l es e r v i c e sa n do t h e rk i n d o fm e a n s K e yW o r d s ：D W ；A c t i v eS e r v i c e ；H I S ；D M 厦门大学学位论文原创性声明 本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均 在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和厦门大学研究生学 术活动规范( 试行) 。 另外，该学位论文为() 课题( 组) 的研究成果，获得() 课题( 组) 经费或实验室的 资助，在() 实验室完成。( 请在以上括号内填写课 题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特 别声明。) 声明人( 签名) ：董营萌 文D 喀年I1 月；口日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人同意厦门大学根据中华人民共和国学位条例暂行实施办 法等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交 学位论文( 包括纸质版和电子版) ，允许学位论文进入厦门大学图书 馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国 博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和 摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于： () 1 经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( ) 2 不保密，适用上述授权。 ( 请在以上相应括号内打“ 或填上相应内容。保密学位论文 应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密 委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权。) 声明人( 签名) 董慧苠 吱口D 岔年I1 月： D 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文的背景和研究目的 自2 0 世纪8 0 年代以来，随着医疗信息系统( H o s p i t a lI n f o r m a t i o nS y s t e m 简称H I S ) 的迅速发展，各个医院都建立了自己的医院信息系统并积累了海量的 数据资源【l 】。目前医院普遍存在数据过载与信息不足的矛盾，其现象体现在：一 方面，医院大张旗鼓地进行信息化建设，积累的大规模数据量已经或即将成为医 院的沉重负担；另一方面，信息量的急剧增加使得决策的过程日益复杂，决策风 险大。今时今日，困扰医院决策者的不是数据贫乏，而是怎样从数据汪洋中找到 有用信息。根据I B M 研究人员的结论，企业在做战略决策时主动用到的数据只占 其所拥有数据总量的7 【2 】。要想在数据海洋中获得新生，就需要采用一些技术、 方法将有用信息从大量数据中提取出来，而目前的E R P ，H R P ，C R M 等管理信息系 统对此都无能为力。这种情况下，就希望有一个系统能从医院数据资源中挖掘出 有价值的医疗知识和模式。于是商务智能的概念被引入医院。 商务智能是用来实现“数据一信息一知识一实际行动”之间转换的过程、技 术和工具，是一个整合一系列操作以及决策支持应用程序和数据库的系统【3 】。商 务智能的技术体系主要有数据仓库( D W ) 、在线分析处理( O L A P ) 以及数据挖掘 ( D M ) 三部分组成。2 0 世纪9 0 年代初【4 J ，在国外兴起了数据仓库技术，促进了O L A P 技术和基于海量数据仓库的数据挖掘技术的发展，这些技术的成熟和发展表现为 基于这些技术的产品研制蓬勃开展。数以百计的数据仓库、联机分析处理和数据 挖掘软件产品走向市场、走向应用，支撑起了B I 这一新兴领域。B I 己经成为企业 信息系统之后更高层次、更具战略意义的企业信息应用。现在，商务智能技术已 在金融、保险、电信、零售业等数据密集型行业得到了广泛的应用。今天，商务 智能热潮己经席卷了整个欧美，业界的各大厂商如I B M ，M i c r o s o f t ，O r a c l e ， C o g n o s 等纷纷推出自己的商务智能平台和工具【5 】。据I D C 的调查数据表明，从1 9 9 7 年至U 2 0 0 2 年，整个商务智能市场以每年2 0 5 的速度增长，至U 2 0 0 5 年，全球商务 智能的市场价值将达到1 1 8 亿美元【6 】。在全球的商界和I T 界，商务智能正在迅速 成为最热门的话题，因为越来越多的人坚信，B I 将成为信息时代的又一个新浪潮， 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 B I 将成为企业赢利的关键因素之一。 医院系统中用户对信息需求程度日益提高，使得传统的、静止的医疗信息服 务模式己不能满足需求，信息服务模式的智能化、个性化和综合化成为发展趋势， 需要针对系统中各种对象的不同特点主动提供个性化的服务，把数据创造的信息 转化成知识，主动、及时地送给需要的对象即主动服务。 结合以上两方面，形成了一个新的课题基于D W 的医院主动服务系统。 医院主动服务系统是一个基于医院信息系统的数据仓库技术、数据挖掘技术以及 信息推送技术相结合的商务智能系统。论文将针对以下内容进行探讨： 1 论文探索医院数据仓库的实现技术，尝试建立医疗数据仓库。 2 结合案例应用，探讨建立关联分析模型的基本方法，并展示数据挖掘的 结果。 3 、探讨搭建医院主动服务系统的设计与实现方案。 通过以上研究尝试整合医院信息，实施有效的医院数据挖掘，为医院管理者 们提供高质量的战略目标支持工具，辅助管理者和决策者共同完成战略目标的制 定，以应付瞬息万变的社会。同时也为医院内部医疗工作人员提供决策辅助工具 及预警系统，以提高医院临床的理论水平以及实践水平，减少医院工作人员的决 策误差等。通过此系统能够使数据真正发挥价值，为医疗机构的管理人员、医务 人员、科研工作者进行科学管理、提高诊疗水平以及开展医学研究提供辅助决策 与综合分析工具。最终让医院和患者达到双赢的目的。 可以预见，建设真正与医院业务无缝连接的主动服务系统，必将朝着个性 化、双向互动的方向发展。本文的研究结果丰富了商务智能在医院信息系统中的 应用，同时在医院的管理决策及临床诊疗过程中的预测以及报警等方面具有理论 意义和应用价值。 1 2 国内外研究概况及发展趋势 以数据仓库技术、数据挖掘技术为核心的商务智能( B I ) 是2 0 世纪9 0 年代末 兴起的新的技术和经济增长点。B I 是公司采用信息技术把交易系统收集到的数据 转换成商务决策信息。利用采用信息技术、应用软件以及咨询服务等来考察、发 现和形成可实施的关于市场、客户以及经营管理的见解。在当今瞬息万变及竞争 2 第一章绪论 剧烈的市场中，这种由B I 形成的可付诸实施的见解可以迅速产生新的知识以获取 最大的竞争优势。 数据仓库是2 0 世纪9 0 年代初I n m o n 7 1 首次提出，当时并未引起研究者们的 关注。近年来，随着计算机技术的发展，企业已积累了大量的数据，迫切需要一 种能充分利用这些数据获取有价值的信息，实现一种跨平台( 地区) 的销售分析、 预测与决策的综合技术，来帮助企业取得更大的利润。经过实践，众多研究者认 为解决这个问题的最好方案是采用数据仓库技术。数据仓库技术在各个行业已得 到广泛的应用，现在市场上有许多知名公司提供数据仓库解决方案，如：I B M ， O R A C L E ，T e r a d a t a 等。但是，由于这些产品价格昂贵，能够建立数据仓库的企业 一般局限于一些大的企业。数据仓库技术在医疗领域的应用相对金融、电信等领 域，还不及这些领域普及。然而近年来也不断地增多，主要集中于一些发达国家， 如美国、英国等，美国国防部和微软公司联合开发一套医学数据仓库原型系统【8 】。 在国内，只有一些实现数字化建设比较早的医院，如福州军区总医院，实现了数 据仓库建设【9 J 。 数据挖掘【3 5 1 于1 9 8 9 年3 月在美国底特律召开的国际人工智能联合会议的专题 讨论会上被首次提出。至今已在各个行业中得到广泛的关注及应用，其中零售、 通信、银行和保险行业应用最为普及。在这几个行业的应用，现已取得显著的经 济及社会效益。但是数据挖掘技术在医学领域的应用尚处于起步阶段，由于医学 技术具有很强的实践性、实验性、统计性，是一门验证科学，因此积极探索数据 挖掘在该领域的应用具有重要的实用价值和广阔的发展前景。目前数据挖掘在医 学领域的应用主要集中在以下四个方面。 1 、在疾病辅助诊断中的应用：医疗诊断专家系统是将专家的诊断经验转化 为规则，只要向系统中输人患者的症状，就能迅速地做出判断，这样可以减少医 生主观判断的失误。但是专家系统的诊断标准是根据某个或某几个专家的经验来 制订的，缺乏客观性和普遍性。此外，专家系统的推理规则和结论都是预先设计 好的，有些患者的临床表现可能不在此范围内，因此，有一定的局限性。采用数 据挖掘可以通过对患者资料数据库中大量历史数据的处理，挖掘出有价值的诊断 规则，这样根据患者的年龄、性别、辅助检查结果、生理生化指标等就可以做出 诊断结论，从而排除了人为因素的干扰，客观性强，此外由于处理的数据量很大， 3 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 因此所得到的诊断规则有着较好的应用普遍性。目前国外已有不少这方面的成功 案例，如采用贝叶斯学习分类方法对男女患者的c T 图像进行自动诊蝌1 0 】、用推 导机器学习方法对重症监护患者呼吸的压力一体积曲线进行分析【1 1 】、利用关联规 则找出头部创伤患者作C T 检查的适应证【1 2 】以及将数据挖掘用于肝癌遗传综合征 的自动检测、铀矿工人中非恶性呼吸系统疾病流行的种族差异的研究都取得了理 想的效果0 3 , 1 4 1 ，显示出数据挖掘技术用于疾病辅助诊断的广阔的应用前景。 2 、在药物开发中的应用：在新药的研究、开发过程中，先导化合物( 1 e a d c o m p o u n d ) 的发掘是关键环节，有两种基本途径，一是随机筛选与意外发现，二 是定向发掘。到目前为止国内外在天然药物研究领域主要采用的是随机筛选，但 是采用这种方法的开发周期长、研究费用高，采用数据挖掘技术建立的药物开发 系统可以用来寻找同药效学相关的有效化学物质基础，确定药效基团，指导新药 的研究与开发，从而缩短新药的研究开发周期，降低研究开发费用【l5 1 。 3 、在医院信息系统中的应用：医院信息系统( h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ， H I S ) 是医学信息学的一个分支，分为管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m ，M I S ) 和临床信息系统( c li n i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，C I S ) 。前者主要 处理医院内部管理方面的信息如人事、财务和设备管理等，而后者是以处理患者 为中心的信息系统，如患者入院、住院、治疗、检查、出院等一系列与患者有关 的信息。这两类系统的信息处理都是停留在基于数据库技术支持的操作型事务处 理的水平上，可以实现数据的录入、修改、查询等简单功能，但对于诸如预测医 院明年的利润、未来某段时间内，哪些药品使用的频率最高或最低、哪些疾病的 发病率最高等问题却是无能为力。利用数据挖掘技术构建医疗数据挖掘模型、选 用适当算法可以轻而易举地找到这些问题的答案【l6 1 。 4 、在遗传学方面的应用：遗传学的研究表明，遗传疾病的发生是由基因决 定的，但在高等生物的D N A 中只有约5 的序列片段是基因，通过对D N A 片段 进行测序能够了解从细菌到人的基因代码的分子结构。随着人类基因组计划的进 行，目前已获得数十亿的核背酸和卜百万的氨基酸的数据，如何从这大量的D N A 数据中找到具有统计特异性的序列( 组) 就成为最迫切要解决的问题。很多研究者 1 5 - 1 7 尝试采用数据挖掘工具对基因组测序数据进行分析，结果表明数据挖掘技术 较传统的统计分析方法更为有效。 4 第一章绪论 1 3 论文主要工作及特色 本文以系统的开发过程为基础，围绕需求分析、总体设计、模块实现等步骤 展开论述。论文的主要工作如下： 1 、根据对基于D W 的医院主动服务系统的需求分析，确定了总体框架，同时 对主动服务系统的体系结构、数据流程、安全机制、功能模块进行了设计。确定 了包括医院质量管理、医院经营目标管理、经营决策管理、医院资源管理、财务 管理和预警系统等六大系统功能模块。 2 、分析医院信息系统的数据特点，研究和确定可行的且有价值的挖掘主题 并针对主题采集数据，建立医疗数据仓库。 3 、根据实际挖掘应用选择相应适合的挖掘算法，深入研究关联规则挖掘技 术并展示挖掘结果给医院管理和医疗决策带来的支持和帮助。 4 、利用网络、移动服务等各种手段，建立医疗预警系统。 对比医院信息系统软件，主动服务系统特色在于其立足于医疗活动的特点， 利用医院信息系统中积累的宝贵数据，对其进行深层次的挖掘，提取隐含在其中 的、可付诸实施的新的见解和新的知识，改变传统信息服务模式。该系统为医院 提出主动服务的新应用模式和平台并找到行之有效的解决方案，是一套智能化系 统，其主动服务功能模块将涉及医院管理决策支持、临床医疗技术支持、设备物 质管理、财务业务管理、病人咨询服务等各个医疗过程，各个模块中的功能会在 调研中继续加以完善。本文通过对数据仓库技术、数据挖掘中关联规则挖掘技术 的深入研究，根据我国医疗卫生部门信息化发展的现状和趋势，结合医院临床医 疗活动的特点，提出一种商务智能的医院主动服务系统模式，并结合医院信息系 统对其实现进行了探索。将商务智能的思想应用与医院，建立数据仓库，采用数 据挖掘技术提高医院对信息的把握。实现信息找人而非人找信息。促进数据挖掘 技术的应用发展和有效提高决策支持系统的智能化、主动化水平。 1 4 论文组织结构 本文共分为六章，其组织结构如下： 1 、第一章绪论。 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 介绍论文的研究背景和研究目的。对数据仓库技术、数据挖掘技术的现状以 及国内外发展情况做了简要的阐述。最后总结了本文主要工作、特色以及介绍了 论文组织结构。 2 、第二章医院信息系统分析。 介绍了主动服务系统的数据来源基础医院信息系统( H I S ) 的概况。并以福 建医科大学附属漳州市医院信息系统为项目背景，介绍了漳州市医院H I S 的运行 环境、功能模块及数据结构等。 3 、第三章基于D w 的主动服务系统分析与总体设计。 分析医院主动服务业务的需求，对系统的体系结构、数据流程、安全机制、 功能模块进行了总体设计。并介绍了系统涉及的技术：数据挖掘技术、信息发布 机制。为论文所研究的主动服务系统的设计和实现提供了理论基础。 4 、第四章主动服务系统的数据仓库的建立。 对数据仓库的定义、特点、创建数据仓库的步骤及技术进行总结。并以此为 基础，介绍了医院数据仓库的建立实现过程。 5 、第五章医疗数据挖掘技术研究。 对数据挖掘的过程、常用的数据挖掘方法及医学数据特点进行总结，并以此 为基础构造了关联规则技术挖掘算法实现的模型。最后对系统的功能进行了部分 实现。 6 、第六章总结与展望。 对本文研究成果，包括系统的设计方案、以及论文的实践上的应用情况做了 总结，阐述了当前存在的问题和不足，指明了未来商务智能技术和主动服务理 论研究的方向，及其在医院的具体应用提出了展望。 6 第二章医院信息系统分析 第二章医院信息系统分析 主动服务系统的项目来源于医院，其数据来源于医院信息系统( H I S ) 。本论 文是以福建省医科大学附属医院漳州市医院为项目背景而设计的。充分利用医院 信息系统的宝贵数据资源，为提高医院决策的效率，提高临床医疗诊断的正确率 而进行的有益尝试。 2 1 医院信息系统概述 医院信息系统( H o s p i t a lI n f o r m a t i o nS y s t e m ，H I S ) ，在国际学术界己被 公认为新兴的医学信息学( M e d i c a lI n f o r m a t i c s ) 的重要分支，指利用计算机软 硬件技术、网络通讯技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、 财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存贮、处理、 提取、传输、汇总、加工，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及 各种服务的信息系统【17 1 。 计算机应用于医院已有4 0 多年的历史了。在国外，6 0 7 0 年代由于计算机 硬件比较昂贵，专业技术人员和软件数量少，计算机应用于医院不广泛。8 0 年 代，由于价廉物美且功能较强的微型计算机和微型计算机局部网络、用于数据处 理的高速计算机和用于数据贮存的大容量磁盘和光盘等出现，使计算机网络化的 信息系统费用大幅度下降，大大促进了医院信息系统的推广应用。目前，国外医 院信息系统的开发、应用正向广度和深度发展，达到了前所未有的新高度、新水 平。主要表现在建立大规模一体化的医院信息系统，并形成计算机区域网络，不 仅包括一般信息管理的内容，还包括以计算机化的电子病历( C o m p u t e r B a s e d P a t i e n tR e c o r d ，C P R ) 、医学图像档案管理和通信系统( P i c t u r eA r c h i v i n ga n d C o m m u n i c a t i o nS y s t e m ，P A C S ) 为核心的临床信息系统( C l i n i c a lI n f o r m a t i o n S y s t e m ，C I S ) ，以及管理医疗上的决策支持系统、医学专家系统、图书情报检索 系统、远程医疗等等。 在我国，计算机在医院中的应用始于2 0 世纪7 0 年代，但用于医院信息管理主 要是在1 9 8 4 年微型计算机在全国推广应用以后。2 0 世纪9 0 年代，我国卫生部把卫 7 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 生医疗信息技术推广运用列为重要议事日程，专门成立领导小组指导全国医疗卫 生单位进行医院信息系统的开发和应用，部署构筑了“金卫工程“ ，从而使我国 医疗卫生信息技术的推广应用进入全面实施的新阶段。随着医院信息技术的发 展，大部分医院已建立医院信息系统。根据调查显示，截止至2 0 0 2 年上半年，省 级医院H I S 建设率达8 7 2 【1 8 】。医院信息系统为医疗单位积累了大量的、宝贵的医 疗业务数据。 医院信息系统是现代化医院建设中不可缺少的基础设施与支撑环境。目前， 我国大部分医院信息系统都是事务处理型系统( 0 n - L i n eT r a n s a c t i o n P r o c e s s i n g O L T P ) ，是面向最低层的医院管理事务信息，仅可完成现场信息采 集、检索和汇总等初步处理，完成最基本的可供管理者使用的各类医院报表，也 就是“一次信息集成”。在医院信息系统中，数据的组织和存储均是围绕事务处 理进行的，这样的数据组织方式不利于大量的数据分析和处理，难以提供有效的 决策支持信息。虽然，部分医院信息系统中包含有决策支持系统，提供了决策支 持查询功能。但该系统一般只是在原数据库中根据日常的报表内容进行简单的数 据查询和统计操作，只能提供有限的决策支持信息：如当天的门诊量、门诊工作 量、住院人次、病床的使用情况等。目前，针对于医院领导层的日常业务管理和 决策需要而进行的数据统计和分析经常是采用女H S P S S ，M i c r o s o f tE x c e l 或数据 库系统工具进行离线统计和分析。所以，国内大部分的H I S 数据在完成了报表打 印和简单数据汇总、统计之后，就被束之高阁，数据的利用水平较低。同时，由 于H I S 缺乏挖掘隐性知识的手段，难以将系统中的隐性知识和经验显性化，无法 为临床诊治提供有效的决策支持信息。这就是对H I S 数据进行数据挖掘的迫切性 所在。 2 2 项目背景 福建医科大学附属漳州市医院创建于1 9 8 3 年，坐落在漳州市繁华的市区中 心，是一所集医疗、教学、科研、保健、康复和急救于一体的较大型三级甲等现 代化综合性医院，也是福建医科大学、福建中医学院和华中科技大学同济医学院 的教学医院。担负着漳州市辖区内4 5 8 万人口的疑难重症的抢救、医疗任务，被 卫生部授予“国际紧急救援中心网络医院”。医院编制病床7 0 0 张，设有门诊和 第二章医院信息系统分析 住院部。开放床位9 0 0 张，住院部分为2 9 个病区；临床和医技科室4 0 个；最高 日门诊量2 6 0 0 人次，年住院量达2 5 万多人次。 在医院飞速发展的十余年时间里，医院一直非常重视信息化建设，充分利用 计算机网络技术、计算机多媒体技术与计算机人工智能技术，打破传统的方法、 医疗模式及各个环节的时空限制，以实现对医疗信息的高度有序共享及全方位人 机交互。医院对信息化建设的巨大投入，实现了提高医疗效率、医疗质量和管理 水平的最终目标。 自1 9 9 5 年开始，医院引进计算机业务管理，通过逐步升级改造，如今，在 硬件方面，信息网络基础设施已经初具规模。形成了以计算机房为中心，连接各 临床、医技、财务、管理等部门的内部信息网和连接市医保、铁路医保、I n t e r n e t 外部网的网络体系，信息交换、信息共享的模式已经形成。在软件方面，医院信 息系统实现了对医疗等部门人流、物流、财流的综合管理，为医院的运行提供智 能化的管理和服务。同时医学图像存储传输系统和检验信息系统( L I S ) 的有效利 用，并与H I S 系统的无缝连接，使H I S 从初期的以财务为中心的管理系统逐步走 向以病人为中心的临床信息系统。 2 2 1 川S 运行环境 漳州市医院的信息系统采用c s ( 客户机服务器) 体系结构以及T C P I P 作为 网络传输协议，以高效、安全和稳定的企业级网络操作系统W i n d o w s2 0 0 0a d v a n c e s e r v e r ，结合大型关系数据库管理系统O R A C L E9 I 为服务器后台，为网络应用提 供了强有力的操作平台。 H I S 数据库服务器采用双机聚群方案。一台主域服务器，一台备份域服务器。 每台服务器均有两个硬盘、两块网卡( 一块连接网络，另一块连接心跳线) 和一块 S C S I 阵列卡，通过光纤通道，连接R A I D S 磁盘阵列。数据库就安装在磁盘阵列 上。当一台主机出现故障时，备机在2 0 秒内通过心跳线自动检测出，然后开始 接管S e r v e rI P ，重启数据进程，接管磁盘阵列上的数据库数据。整个过程在一 分钟之内完成。当主机恢复后，自动作为备机，也可以手工切回。 同时由于医院业务的繁重，计算机中心机房还有P A C S 服务器，L I S 服务器， 财务管理服务器，物资、固定资产管理服务器，病案服务器，图书馆期刊阅览服 9 基于D W 的医院动服务系统的研究目实现 务器等 一一 陶 附_ 窨卜唧 雷匕丁下j 害P m 图2 1 双机集群拓扑图 在网络设计时，根据实际的应用需求，包括网络容量和相应的数据库吞吐量 来确定网络规模。在网络架构上，我院采用千兆网络为主干、百兆交换到桌面的 星犁网络拓扑结构。这种拓扑结构使得各终端通过点到点的链路与中心站相连。 特点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现 网络监控。 222H I s 主要模块功能说明 医院信息系统( H I S ) 是迄今为止组织机构级的管理信息系统中晟复杂的一类 。现运行的漳州市医院信息系统是厦门智业软件40 版本，按模块功能划分为 门诊信息管理系统、住院信息管理系统、医技管理系统及其他。 其功能模块如图22 所示 第二章医院信息系统分析 厂1 、 医院信息 系统 L 厂、，r 、，1、，、 门诊信息管理系统住院信息管理系统医技管理系统 其他 、LJ ，、L 、LJ 一 上 上上 上上 上 上上上 上 上 上 门 门门门 住 住住 手 医 临检药病综 系接 诊 诊诊 急院 院 院 术技床验库案 A 统 口 口 收 分医诊 医 护 收 管扣影管药管统 维部 费 诊生 护生 士 费 理费像 理 房理计 护分 系 叫 工士 工 工系 系 系PL管子查 工 统丐作 工 作作统 统统AI理系询 作 系站 作站 站 CS系统 统 站 S系统 系统 统 图2 2 漳州市医院信息管理系统模块结构图 资料来源：漳州市医院信息系统设计方案【2 0 】 门诊信息管理系统包括了门诊收费系统、门诊分诊叫号系统、门诊医生工作 站、门急诊护士工作站 门诊收费系统：该系统实现门诊病人注册办卡、收退预交金、病人费用结算 功能。该系统通过医保接口与市医保和铁路医保直接相连，在结算的同时通过网 络与医保服务器通讯，其医保业务流程为：医保挂号请求返回医保挂号并存 到门诊病人诊病信息表向医保请求结算传送明细医保结算返回结算信 息叫I S 结算并打发票。 门诊分诊叫号系统：支持自助刷卡预约排队和分诊台刷卡预约排队两种模 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 式。门诊病人可通过护士在分诊台刷卡，选择医生并打印出号票，也可通过自助 刷卡系统自助选择诊病医生后打印出号票。凭票候诊，等待显示屏呼叫，实现了 门诊病人预约排队就诊有秩有序。 门诊医生工作站：门诊、急诊医生通过该工作站进行刷卡挂号，填写主诊断、 病史等选择性填写信息，开药、开检验单、检查单等基本操作。同时门诊医生站 和大通的合理用药系统做了无缝连接，进行合理用药提示，方便了医生的诊疗工 作。 门急诊护士工作站：该模块主要用户为急诊科、注射室、输液室和治疗室的 护士。通过该模块进行治疗扣费，同时实现了皮试登记等功能。 住院信息管理系统包括住院收费系统、住院医生工作站和住院护士工作站。 住院收费系统：办理病人入出院、预交金收退和收款员日常业务等功能。住院医 生工作站：实现了医生开住院医嘱、住院处方、医嘱查询、编写病历出入院小结 等文档、查询在院以及出院病人基本信息等主要功能。 住院护士工作站：实现了护士校对医嘱、申请执行医嘱、医嘱查询、医嘱打印、 费用清单打印等多种功能。 医技管理系统：手术管理系统：实现手术登记、排台、扣费、查询、手术药 品领用等功能。医技扣费系统：实现检验、检查项目扣费查询功能。临床影像 P A C S 系统：实现患者预约排队登记、拍片、医用显示屏幕进行阅片、诊断、报 告和洗片等主要功能。检验管理L I S 系统：实现检验项目的日常管理和维护。药 房药库管理系统：药房通过该系统进行出入管理、审方发药、摆药单重置打印， 同时患者可以借助自助刷卡机进行自助取药。药库运用该系统实行出入库管理、 盘点和药品的基本维护操作。病案管理子系统：这个系统提供给医生一个查阅医 嘱和病历的平台。 。 其他部分：综合统计查询：H i S 系统不仅要方便医疗也要对上级领导提供决 策支持，通过该系统，医院领导可以进行统计查询，比如固定时间内的门诊量、 床位数、住院总人数等情况。系统维护工作子系统：这个子系统则方便系统管理 员对系统进行统一管理，包括对权限的分配、菜单的分配、诊疗项目的维护、价 表的维护等功能。 1 2 第二章医院信息系统分析 2 2 3 S 数据分析 漳州市医院利用H I S 系统相应模块功能，不仅实现了对医院及其所属各部门 人流、物流：财流的综合管理，而且对医疗活动各阶段，伴随着病人的诊疗过程， 产生的大量数据进行了采集、存贮、处理等相关活动。医院信息的主要数据源是： 门诊人次，住院人次，门诊和住院费用明细，以及医生的医嘱、护士的护嘱、影 像及检验检查的临床信息等。这些信息包含了患者的自然、社会和疾病属性；门 诊及住院治疗的时间、单位、医生；临床疗效；医疗业务收入；具体的检查、治 疗、护理项目的名称、数量、时间和费用；药品及耗材。 下面对病人诊疗活动产生的主要相关数据进行简单分析。 病人基本信息表( S I C K _ B A S I C _ I N F O ) ，此表主要记录的是来医院就诊的所 有病人的基本信息。其关键字段见表2 1 ： 表2 1 病人基本信息表( S I C K _ B A S I C I N F O ) 字段名字段中文类型长度精度 S I C KI D病人I D C H A R1 01 0 R E SI D E N C E - N 0 住院分配号 V A R C H A R 21 01 0 C P RN O门诊分配号 V A R C L 根2i 01 0 C A S EN 0 病历卡号 V A R C H A R 21 0 01 0 0 N m 也 姓名 V A R C H A R 21 0 01 0 0 S E X 性别 C H A R11 B I R T H D A T E出生年月D A T E I D - C A R D N 0身份证号 V A R C H A R 23 03 0 S T J ”i D I N G身份 V A R C L A R 244 R A T E _ T Y P E费别 C H A R 11 S A F E T Y N O 医疗保险号 V A R C H A R 22 02 0 C O N T R A C TU N I T结算单位V A R C H A R 21 01 0 F A M I L Y P H O N E 电话 V A R C H A R 24 04 0 C O M M U N I C A T E D R E S S 通信地址V A R C H A R 2 4 04 0 C O R R E S P O N D E N C E _ Z I P _ C O D E 对应邮编V A R C H A R 26 6 I N S U RN O 外部I C 卡号 V A R C H A R 23 03 0 U N I T _ C O D E 外部单位代码 V A R C m 幔288 R E G I S T E R D E R A T E F L A G挂号减免标志 C H A R l1 I C C A R D I DI C 卡号 V A R C H A R 23 03 0 基于D W 的医院主动服务系统的研究与实现 C O N T R A C T _ V A L I D - D A T E 公费号有效期D A T E I N S U R _ W O R K _ S T A T U S医保工作状态 V A R C H A R 21 0 0 1 0 0 K I N D 病人类型 V A R C H A R 222 M E D I C A L _ N O体检分配号 V A R C H A R 2 1 0l O 门诊费用明细表( D I S P E N S A R Y S I C K _ P R I C E I T E M ) ：此表记录的是门诊病人 发生费用的详细情况。其关键字段见表2 2 ： 表2 2 门诊费用明细表( D I S P E N S A R Y _ S I C K _ P R I C E _ I T E M ) 字段名字段中文类型长度精度 S E Q U E N C E N O费用序列号 V A R C H A R 21 21 2 S I C KI D 病人I D C H A R1 01 0 O P E R A T I O N _ T I M E扣费时间 D A T E I T E M - C L A S S诊疗科目 V A R C H A R 255 I T E M C O D E 项目代码V A R C H A R 21 4 1 4 I T E M N A M E项目名称 V A R C H A R 24 0 04 0 0 S P E C规格 V A R C H A R 22 0 02 0 0 P R I C E单价 M J M B E R 1 0 4 C O S T 金