《JMIR Medical Informatics》:Experiences With Integrating Medical Terminologies Into User Interfaces for a Decision Support System for Primary Care: Conceptual and Development Study
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本研究旨在解决基层医疗临床决策支持系统(CDSS)用户界面(UI)因医学术语复杂与数据标准化不足导致的输入不便问题。研究人员采用用户中心设计(UCD)流程,开发了可集成标准化术语(如ICD-10-GM、HPO、LOINC、SNOMED CT等)的CDSS原型,并通过迭代测试优化了UI。结果表明,优化的术语输入支持、本地化语言适配以及与基层电子健康记录(EHR)系统的接口集成,对提高CDSS可用性及数据质量至关重要,为未来德国乃至跨区域的医疗数据互操作与AI应用提供了框架。
在医疗健康领域,尤其是面向全科医生的基层医疗中,如何快速、准确地将复杂的患者症状和诊断信息输入到计算机系统中,一直是个令人头疼的“老大难”问题。全科医生常常面对症状不明确、潜在诊断范围广泛的疑难病例,临床决策支持系统(CDSS)本应成为他们手中的“智能参谋”。然而,现实却很骨感:许多CDSS的界面设计不够友好,医生们不得不花费大量时间在复杂的编码和术语选择上,这不仅增加了工作负担,还可能因输入不便或错误而影响系统的判断。更棘手的是,各国医疗体系使用的医学术语和数据标准五花八门,比如在德国,基层医疗中普遍使用的是本国修改版的疾病分类编码“ICD-10-GM”,这与国际上更为通用的标准(如SNOMED CT)存在差异,导致数据孤岛林立,信息难以共享和比较。由德国SATURN项目团队开发的CDSS原型,正是为了破解这一困局。他们想要探索:如何才能设计出一个让全科医生感觉好用、爱用,能够轻松输入标准化医学术语的用户界面?这项研究发表在《JMIR Medical Informatics》上,为我们揭晓了答案。
研究人员采用了迭代式的用户中心设计(UCD)流程,共分为五个步骤。首先,他们通过分析需求和目标进行概念化,明确了需要集成的关键数据类型(如诊断、症状、用药、检验值)及其对应的标准化词汇体系(包括ICD-10-GM、HPO、LOINC、ATC/DDD、OPS和SNOMED CT等)。随后,他们将这些概念映射到UI设计并实现了CDSS原型。接着,通过收集全科医生和可用性专家的反馈来评估系统。他们还专门与基层医疗电子健康记录(EHR)系统专家举行了研讨会,探讨系统间接口的可能性。最后,综合所有反馈,制定了一个扩展的系统UI概念设计框架。
方法概述
研究团队采用了结构化的五步迭代设计流程:概念设计、原型实现、用户与专家反馈分析、EHR系统专家研讨会以及扩展概念设计。参与测试的用户来自德国的全科医生群体,采用目的性抽样方式招募。在开发过程中,遵循了ISO 9241等可用性设计准则,并优先使用德语版医学术语(除SNOMED CT和部分HPO因翻译不全而使用英文外)。评估方法包括可用性启发式审查、出声思维测试、后续访谈以及系统可用性量表。
结果
概念化 (Conception)
研究定义了CDSS数据输入的功能性需求和UI数据类别映射方案。他们制定了12条核心功能需求,例如系统必须支持以德语输入所有诊断、检验等参数,必须集成已建立的医学术语标准,必须提供字段化的输入帮助等。同时,研究团队将患者基本资料、诊断、症状、用药、生命体征与检验值、诊疗操作等数据类别,分别映射到具体的UI组件(如带搜索功能的文本框、日期选择器)和输入格式(如ICD-10代码、HPO代码),并尽可能确保其能映射到OMOP通用数据模型的标准概念上(如SNOMED CT、RxNorm)。
原型 (Prototypes)
研究团队开发了三个迭代原型:低保真原型(CDSS版本0)和两个高保真原型(CDSS版本1和2)。最终版本(版本2)使用了React.js框架,并与人工智能(AI)模块相连接。界面设计允许用户通过代码(如E05.0)或疾病名称(如德语的“Hyperthyreose mit diffuser Struma”)搜索ICD-10-GM等术语,力求实现用户友好。原型开发中,在德语可用的情况下优先使用德语术语,对于尚未完全翻译的SNOMED CT则使用英文,HPO则采用了项目内通过自然语言处理实现的半自动部分翻译版本。
系统评估反馈 (System Evaluation Feedback)
可用性测试和专家审查揭示了多个用户友好性问题。全科医生在输入未列出的症状、药物和检测项目,以及使用常见缩写检索检验值时遇到困难。其中,药物数据输入是最大的问题点。此外,医学术语(如LOINC代码)的不熟悉、实验室单位繁杂、部分重要诊断标准缺失等问题也被指出。用户建议优化搜索功能(支持商品名和通用名)、自动显示参考值范围、更新药物数据库,并改进信息文本的清晰度。
与电子健康记录系统专家的研讨会 (Workshop With EHR System Experts)
研讨会确认,德国基层医疗中最广泛使用的数据传输标准仍然是xDT数据标准家族,该标准不适用于网络传输。未来,基于HL7的FHIR(Fast Healthcare Interoperability Resources)和JSON格式被看好。专家们指出,诊断(ICD-10-GM编码)、症状(目前多为自由文本)、药物(使用国家电子用药计划中的ATC代码或PZN)、检验值(部分符合LDT3标准但缺乏LOINC一致性)和诊疗操作(在基层医疗中结构化程度低)的语义描述和数据结构化现状,是实现系统间互联的挑战。结论是,在当前技术条件下,连接基层医疗EHR系统和CDSS需要中间件(Middleware)来实现数据映射和传输。
扩展概念 (Extended Concept)
基于以上发现,研究提出了一个未来CDSS用户界面的扩展概念设计框架。在UI组件方面,建议通过容错搜索(忽略拼写错误)、支持常见缩写等方式优化术语输入支持。在数据流方面,应支持通过UI直接输入和通过与基层医疗EHR系统或德国远程信息处理基础设施(TI)应用的接口导入数据,中间件在检验值和药物数据导入中尤为重要。在系统集成方面,建议通过RESTful接口连接UI后端与AI模块。
结论与讨论
研究证明了用户中心设计(UCD)流程在开发CDSS用户界面、尤其是促进其融入医生工作流程和创建友好界面方面的有效性。迭代式开发以及与EHR系统专家的合作,帮助识别了潜在的系统接口方案。研究结果指出了优化以医生语言为基础的输入支持的必要性,并揭示了在数据互操作性方面面临的挑战。当前德国基层医疗EHR系统的技术基础设施(如xDT标准、关键参数标准化不足)给系统对接带来了显著障碍。
研究的重要意义在于为未来CDSS在基层医疗的实施提供了一个概念框架。它强调,为了提高数据质量和系统可用性,需要采用标准化的数据录入方式、自动化工具以及基于人工智能(如机器学习、自然语言处理)的方法来辅助数据映射和提取。例如,利用AI进行临床数据提取、表型分析和LOINC映射。统一医学语言系统(UMLS)等工具可以支持术语映射和标准化。未来,随着德国强制退出式电子病历(ePA)的推广以及FHIR等更现代的数据交换格式的普及,系统集成有望变得更加简便。然而,要在实践中成功落地,关键在于将CDSS无缝嵌入日常诊疗工作流,并与诊所自身的EHR系统实现连接。这项研究为克服基层医疗中数据标准化与系统互操作性的核心难题,推动智慧医疗的发展,迈出了坚实的一步。