中国卫生研究２０１６年ｌ２月第９卷第 ２期 ・卫生决策支持与信息化建设・ 卫生决策支持系统设计与实现 代 涛 中国医学科学院医学信息研究所 卫生与管理研究中心 北京 １０００２０ 【摘要】本文基于健康医疗数据资源，以提升卫生决策水平为目的，设计了覆盖公共卫生、医疗服务、基 层卫生、药品管理、医疗保障等业务领域的具备信息支持、监控预警、分析评价、趋势预测、综合优化等核心功 能的卫生决策支持系统，以及包含数据层、业务层、表现层的系统架构和数据仓库、模型库、方法库、知识库等 决策支持库；并以医疗保障（新农合）业务的决策支持应用为例，对部分决策支持的功能进行开发应用；最后提 出了构建卫生决策支持系统的建议。 【关键词】卫生决策支持系统；系统框架；决策模型 中图分类号：Ｒ１９７ 文献标识码：１Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２９８２．２０１６．１２．００１ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｌｔｈ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ＤＡＩ Ｔａｏ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｈｅａｌｔｈ Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅ ｎｇ １０００２０ Ｃｈｉｎａ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｓ ｔｏ ｒｅｖｉｅｗ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｅａｌｔｈ ｄａｔａ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｄｅｃｉ— ｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｖｅｔｉｎｇ ｐｕｂｌｉｃ ｈｅａｌｔｈ，ｐｒｉｍａｒｙ ｈｅａｌｔｈ，ｍｅｄｉｃａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｄｒｕｇ ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｎ— ｓｕｒａｎｃｅ，ｗｉｔｈ ｆｉｖｅ ｃｏｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏ￣，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａ— ｔｉｏｎ，ｆｏｒｅｃａｓｔ，ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｈａｓ ａｌｓｏ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｄａｔａ ｌａｙｅｒ，ｂｕｓｉ— ｎｅｓｓ ｌａｙｅｒ，ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｄａｔａｂａｓｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄａｔａ ｗａｒｅｈｏｕｓｅ，ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅ，ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅ ａｎｄ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｂａｓｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，Ｔａｋｉｎｇ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｎｓｕｒａｎｃｅ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ— ｍａｋｉｎｇ ｎｅｅｄｓ，ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】Ｈｅａｌｔｈ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ；Ｓｙｓｔｅｍ￣ａｍｅｗｏｒｋ；Ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ 卫生决策支持系统（Ｈｅａｔｈ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓ— ｔｅｒｎ，ＨＤＳＳ）是决策支持技术在医药卫生领域的具体应 用，是面向医药卫生领域的半结构化和非结构化决策 问题，是支持医疗卫生人员决策活动具有智能作用的 于其他领域发展较为滞后。近年来，卫生领域对科 学决策需求不断提高，卫生决策支持系统的研究和 应用日益受到重视，国外在医疗服务、医院管理和公 人机交互式信息系统。＿】 卫生决策支持系统通过多种 具有统计数据分析、数据挖掘、预测及其他功能的解决 方案，对健康医疗信息进行深度分析和挖掘，将信息转 共卫生等领域已有一些成功案例 ，我国部分机构 和学者也在临床辅助决策、医院管理、卫生统计、公 共卫生等领域开展了相关研究和应用［５－９］。 本研究基于健康医疗数据资源，以提升卫生决 策水平为目的，设计了覆盖公共卫生、医疗服务、基 层卫生、药品管理、医疗保障等业务领域，具备信息 换为知识，发现隐藏在海量数据之下的未知信息，预测 未来趋势，对科学决策具有重要支撑作用。 由于健康医疗信息具有数据量大、格式化程度 低、来源广泛、时效性强、安全性和隐私保护要求高 等特点，国内外卫生决策支持系统建设和应用相对 基金项目：国家自然科学基金（７１２７３２８０） 支持、监控预警、分析评价、趋势预测、综合优化５项 核心功能的卫生决策支持系统，设计了包含数据层、 业务层、表现层的系统架构，以及数据仓库、模型库、 作者简介：代涛，男（１９６９年一），博士，研究员，主要研究方向为卫生、医学信息学。Ｅ－ｍａｉｌ￣ｄａｉ．ｔａｏ＠ｉｍｉｃａｍｓ．ａｃ．ｃｎ 力‘法库和知识库等决策支持库， 以医疗保障（新农 合）业务的实际应用为例，Ｉ节ｌ绕决策需求，没计和实 脱了部分辅助决策功能。 服务、基层卫生、药品管理、医疗保障（新农合）等 业务模块，每个ｑ 务模块根据决策需求的不同，实 综合优化一 现信息支持、监控预警、分析评价、趋势预测、综合 ｌ功能需求分析 根据我同现有的卫生管理体系和服务提供体 系，可以将 ， 决策支持系统分为公共卫生、医疗 优化等决策支持功能，南此构建的卫生决策支持 共 一 系统业务——功能父联模型，如图Ｉ所示（Ｆ｝１于血 项业务领域涉及业务活动繁多，罔巾仪列举ｒ部 资唪 一 分业务内容对应的决策支持功能的典型示例） 能 一…………一一一……………………………一…………………………………一一一 务 公燃公共卫生 医疗 医疗服务勰醴 基层卫生 药品管理 一 裳 掰＿：．… 一 ； ：＿ｌ 突发公共卫生事件预警 医疗服务质量监测 霍墨 询 麓 健康危害因素监测 药品质量管理 社区诊疗效果评价 慢病治疗效果分析 药品收支情况分析 药品技术审评 药品疾病关联分析 参 ：ｌ ！霆 Ｉ Ｉ 传染病监测 医疗费用动誊监测 基金运行状态监控 ； 馨 职业篓 监测 临嚣篓 测慢病高危人群综合监测药品不良反应躲测 基 医疗服务质量综合评价 ：价 农民医疗费用负担分析 农民疾病经济风险分析 新农合运行综合评价 医疗费用影响因素分析 基层医疗服务质量评价 ：趋 传染病趋势预测 医疗费用趋势预测 医院服务蟹预测 皴 詈 基层卫生费用趋势预测 ……一……惹 罩 霭 霎 测 药品需求预测 基大病种类预测医疗费用预测 就医流向预测 医疗需求预测 临床方案最优选择 药品采购方案优化 药品库存管理 补偿方案测算 基金分配与使用 图１ 卫生决策支持系统业务——功能关联模型 １．Ｉ业务模块 居民健康状况分析、妇幼与老年人保健情况分析等 提高基层卫生业务服务能力；另一方面通过社区诊 （１）公共卫生。公共卫生包括疾病控制、卫生监 督、计划免疫、ｍ液管理、卫生应急等多个分析专题。 疗效果评价、基层卫生服务质量评价、慢性病治疗效 果评价、基层卫生需求预测、基层卫生费用趋势预测 等提高基层卫生服务管理水平。 （４）药品管理。对各级医疗卫生机构药物采购 及使用情况进行统计分析，并通过对药品流向、质量 及不良反应进行监测，履行药品监管职能；同时深入 其中疾病控制提供传染病、慢性病、地方病的监测、 追踪、趋势预测，以及防治效果评价等功能；卫生监 督提供职业危险因素监测、环境卫生监测、卫生监督 效果分析等功能；计划免疫可提供接种信息追踪、免 疫监测等功能；ＩｆｆＬ液管理提供血液使用趋势预测、库 存调用等功能；卫生应急提供突发公共卫生事件预 挖掘药品与疾病间的关联关系，构建知识库，为医生 开具处方提供决策支持。 （５）医疗保障（新农合）。围绕新农合管理机构 警、趋势评估等功能。 （２）医疗服务。主要包括，确定体现医疗服务数 量和质量的评价指标，如医疗服务质量监测、医院服务 量预测、医疗需求预测等；提供医疗费用监测、预测、影 响因素分析功能等；通过临床合理用药、临床路径指导 的需求，提供科学合理的评价指标体系，对新农合参 合情况、基金运行情况、医疗费用负担和疾病经济风 险进行分析，参合农民受益面情况、医疗服务利用情 况以及就医流向情况等进行监测预警和综合分析评 等临床决策支持服务，为医生选择最优的治疗方案提 供参考指南。 （３）基层卫生。一方面通过健康危险因素监测、 ， 价；测算和评估各地新农合补偿方案及其运行效果， 发现存在问题，以保障基金安全。 中国卫生研究２０１６年１２月第９ 箍 至期 １．２决策功能 行效果，为制定新的决策提供支持。 （４）趋势预测。主要功能包括：根据当前业务 运行情况预测未来发展趋势；改变现行的部分 参数值预测未来可能出现的情况；当发现问题时， 及时采取相应的纠正措施并判断其效果。 （１）信息支持。可分为外部信息支持和内部信 息支持两类。外部信息支持主要提供决策所需要的 卫生领域外的信息，如社会经济发展情况、相关法律 法规等；内部信息支持为决策者提供卫生领域 内的相关信息，如卫生发展状况、基础设施状况等。 （２）监控预警。通过对卫生数据的实时监测、抽 取、整合，及时掌握业务的运行动态，通过对异常数 （５）综合优化。卫生决策支持系统通过对多种 因素的综合考虑和分析，挖掘各个环节潜在的关联 关系，并使其相互协调，达到宏观决策整体最优化。 据的预警和分析，及时发现问题并找出原因，为科学 决策提出对策，为完善提供依据。 （３）分析评价。应用适当的评价方法和科学合 理的评价指标体系，对卫生行业动态监测数据进行 客观、科学的评价分析，明确相关卫生等实际运 ２系统架构和决策支持库设计 ２．１系统架构设计 在确认和评估系统功能需求的基础上，设计了 卫生决策支持系统的总体架构，如图２所示。 图２系统总体架构 （１）数据层。该层定义、维护健康医疗数据的完 整性和安全性。通过ＥＴＬ工具（Ｅｘｔｒａｃｔ。Ｔｒａｎｓｆｏ１３，ｎ． 的桥梁，业务层响应表现层用户的决策请求，执行决 策分析任务，并从数据层抓取相应数据；同时调用联 机分析处理、数据挖掘等工具进行分析，将得到的决 策信息返回至表现层。 （３）表现层。为用户提供可视化人机交互界面， 用户（即决策者）可以通过表现层输入决策需求并获 取决策信息。 ２．２决策支持库设计 决策支持库是通过应用元数据管理等技术构建 的数据仓库、模型库、方法库和知识库等，它们是保障 卫生决策支持系统运行的核心支撑资源。这些资源通 ３ Ｌｏａｄ）对来自医院、疾控中心、卫生监督机构、妇幼保 健院、血液中心、社区卫生服务机构、新农合经办机 构及各级卫生行政管理部门的源数据进行读取、抽 取、清洗、转换和汇总等，并完成数据仓库分主题的 数据载人；同时通过与卫生领域专家的交互，获取其 人工决策过程的模型、方法和专家知识，并由方法 库、模型库和知识库进行分类组织与管理。 （２）业务层。该层主要结合各个业务领域实现 决策支持的功能。另外，作为连接表现层和数据层 过相应的管理系统实现相应资源的有效组织、管理干¨ 知识，灵活实现系统各模块的调用和集成。决策支持 库的体系结构如图３所永。 接ｆ＿＿１调用，如模型库通过接口与数据库和知识库建 通信，由模型库从数据库和知识库中提取数据和决策 模型优化 知识挖掘 模 ＇ ｌ 决策树 庵 『 贝叶嘶 Ｉ ｌ ＣＢＲ Ｉ １ ｌ 关系视 Ｉ— ／ 库 识 ｌ 统汁分析 Ｉ ＼ １支持向量机ｌ Ｉ ＢＰ神经网格ｌ 法 ｈ ｌ …－ ｌ ＿ 罔３决策支持库体系结构 （１）数据仓库 依托电子健康档案、电子病历、机 构、人员等基础资源，以及公共卫生、医疗服务、基层 生、医疗保障、药品管理等业务资源，构建面向５个决 策支持子系统的决策主题库。同时，为了保证各决策 主题库中数据资源的可靠性，制定了数据检查和处理 ３．１系统核心功能 ３．１．１新农合运行情况监控预警 从新农合参合情况、基金运行、补偿、医疗服务 利用以及就医流向等方面，对其核心指标进行实时 临测和异常预警。实现步骤：（１）基于统计学分布确 的策略，对抽取到的健康医疗数据信息进行合法性检 ，定异常值识别方法；（２）有针对性地分为不同级别医 疗机构、不同疾病类型等影响指标的属性，进行 医疗费用异常的监测；（３）从模型库中选择适宜的通 并按照制定的数据处理规则，在数据信息检查的同 时，完成数据的清洗、过滤、转换和装载等Ｔ作 ， （２）模型库和方法库。模型库按照模型类别划 分进行层次化组织，模型分为服务整个卫生决策支 用监测模型，或结合异常值识别方法构建专用异常 监测模型；（４）异常预警及详细展示 ３．１．２患者就医行为预测及影响因素分析 利Ｈｊ灰色关联分析法分析影响参合人群就医行 为的各种因素及影响程度，对参合人群就医行为模 持系统的通用模型和而向具体业务领域决策问题的 专用模型。模型的各类求解方法则｝｛＝『方法库统一 管理。 （３）知识库。利用数据挖掘和知识发现等技术， 获取面向具体业务领域决策问题的各类知识，并进 行分类组织与管理，如医疗服务决策支持子系统中 用于辅助临床决策而设计的临床路径、用药配伍禁 忌等。 式产生的根源及将来一定时期内就医行为模式变化 趋势进行分析和预测。实现步骤：（１）分析影响变 量，主要包括影响因素确定、影响因素相关性分析、 影响程度比较、无关因素剔除等功能；（２）从模型库 中选择预测模型；（３）通过预测准确度，真值和预测 值的交叉矩阵，以及累计收益图等来评估预测模型 的合理性；（４）展示预测结果，并为决策者提供可视 ３医疗保障（新农合）决策支持功能应用示例 本研究选取医疗保障（新农合）业务领域，对决 策支持系统具体应用进行示例。新农合决策支持子 系统旨在通过汇集的新农合海量数据，实现对新农 合业务的综合分析评价和未来趋势预测，同时利用 可视化技术、报表工具等技术实现系统的发布服务， 并对基础信息和系统配置进行管理。 ４ 化交互界面，通过动态调整相关凶素以合理引导患 者就医行为模式趋势的转变。 ３．１．３新农合补偿方案分析评价 采用定性与定量相结合的方法选择评价指标， 并赋予权重，建立科学合理的评价指标体系，对现行 补偿方案合理性进行评价分析。实现步骤：（１）通过 专家咨询、层次分析法等确定评价指标及权重；（２） 计算各个评价指标得分；（３）根据评估指标得分和评 估指标权重，计算不同补偿方案的综合得分；（４）进 行得分排名。通过选择不同年份、不同区域，以列表 的形式升序或者降序等多种排列方式展现排名；（５） 以饼状图、折线图、柱状图、自定义表格等多种可视 化方式综合展示补偿方案成本效益得分。 ３．２系统应用情况 基于国家新农合信息平台已收集的省级新农合 基础数据、动态数据和直报数据，开发了新农合决策 支持子系统，能够实现对各地新农合运行情况的综 合评价，对全国新农合参合情况、基金运行情况、补 偿情况、参合农民受益面情况、医疗服务利用情况以 及患者就医流向情况、补偿方案设计等进行综合分 析¨ …，并应用ＢＯＥ工具对结果进行了可视化展 示¨引，为国家对各省新农合运行情况的监督管理以 及宏观决策提供了支持。 ４建议 ４．１以实际需求为导向，开发满足卫生领域实际业务 需求的决策支持功能 随着信息技术的发展，信息化建设对医药卫生 事业发展的支撑作用Ｅｔ益凸显。卫生决策支持系统 是卫生管理信息系统发展的高级形式，但其应用并 不广泛，这与卫生决策支持系统难以满足当前决策 者的实际需求密切相关。建议以卫生决策者实际需 求为导向，紧密结合公共卫生、医疗服务、基层卫生、 药品管理、医疗保障等卫生业务领域的实际需求，以 及“十三五”期间健康医疗事业发展的重点，开发满 足卫生领域实际业务需要的决策支持功能。 ４．２构建满足实际业务和功能需求的系统架构 传统的数据、模型和人机交互三部件结构决策 支持系统通过各种定量模型，在定量分析和数据处 理中发挥了较大作用。｜１ 以传统架构设计为基础，按 照满足实际业务和功能需求的卫生决策支持系统架 构，构建了集数据、模型、业务与协同交互等多部件 综合集成的系统架构，以实现并增强卫生决策支持 系统的效能。 ４．３有效组织和管理决策支持资源，重视决策支持库 的构建与管理 决策资源是进行决策支持的基础和前提。高效 的决策支持库可以有效地整合现有成熟的医药卫生 中国卫生研究２０１６年ｌ２月第９鲞 领域的模型、方法和知识等各类决策资源，提高决策 准确率、优化决策流程。建议基于卫生业务领域具 体的决策问题，借助现有的数据、模型、方法和知识 等各类决策资源，注重构建具有针对性、实用性和科 学性的卫生决策模型，挖掘分析相关知识规则，并及 时予以扩充和更新，以保持决策资源的有效性，更好 地满足不同阶段科学决策的需要。 参考文献 ［１］代涛，钱庆，洪娜，等．面向卫生决策支持的模型库设 计与构建［Ｊ］．中国卫生资源，２０１３，１６（４）：２４０－２４３． ［２］蔡芸，王睿．信息及决策支持系统在合理用药中的应用 进展［Ｊ］．中国药房，２００６，１７（１８）：１４２４－１４２６． ［３］Ｐｏｉｒｉｅｒ ｒｒＩ，Ｇｉｕｄｉｃｉ ＲＡ．Ｄｒｕｇ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｏｆｔ— ｗａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ：ＤｒｕｇＴｈｅｒａｐｙ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＴＳＳ） ［Ｊ］．Ｈｂｓｐ Ｐｈａｒｍ，１９９０，２５（８）：７３８． ［４］ＳＡＲＳ ｏｕｔｂｒｅａｋ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｎｔｉｑｕａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１１－０４－０１）［２０１６－０８－２５］．ｈｔｔｐｓ：／／ Ｗ１ＮＷ．ｉｎｆｏｗａｙ—ｉｎｆｏｒｏｕｔｅ．ｃａ／ｌａｎｇ—ｅｒｒ／ａｂｏｕｔ—ｅｈｒ／ｅｈｒ－ｓｕｃｃｅｓｓ— ｓｔｏｒｉｅｓ／３２２・－ｓａｒｓ・－ｏｕｔｂｒｅａｋ－・ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ—ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔｓ—ｏｆ－ａｎｔｉ－－ ｑｕ￣ｅｄ・ｓｙｓｔｅｍ ［５］陈翌，于广军，何萍，等．智能决策支持系统在区域医 疗信息共享平台的应用［Ｊ］．中国数字医学，２０１０，５ （１１）：１０－１３． ［６］卫生部卫生统计信息中心．国家突发公共卫生事件 应急指挥中心与决策系统建设需求方案［ＥＢ／ＯＬ］． （２００４—１０－１９）［２０１６－０８—２５］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｊｈｉ．ｇｏｖ．ｅｒｒ／ ｈｔｍｌ／１ １／８５８／２５８８４ ２０１０１ １２３１ １７．ｈｔｍｌ ［７］王春容，李道苹．卫生管理决策支持系统的研究现状 ［Ｊ］．医学与社会，２０１０，２３（１０）：４０－４２。 ［８］王春容，李道苹．基于区域卫生信息平台的管理决策支 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