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智慧实验室 | 人机料法环样测 构建全方位智慧检验

郝晓柯
第四军医大学附属西京医院全军临床检验医学中心主任

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1981年,日本高知医院的佐佐木教授和他的同事一起搭建起了世界上第一条全实验室自动化系统(Total Laboratory Automation, TLA),自此开启了医学实验室自动化的时代。在数十年的时间内,自动化的进程势不可挡。如今,全球已有超过16000家医院与商业实验室实现了自动化。

随着技术的发展、理念的革新,已完成自动化升级的医学检验实验室又迈出了智慧化的步伐,不断使自身的检验质量、检验效率及服务水平达到更高的水平。
01
“智慧检验”时不我待
不只有IVD企业参与的必争之地

2001年,自动化流水线在国内第一次正式运行;多年来,国内的自动化发展非常迅速,经历了多个阶段,如今已经和国外差距不大,甚至在一些方面已经超过了国外。例如,从血液检测的角度来说,发展到现在不仅普及了全自动血球计数仪和推片机,甚至已经广泛的在线上连接了前处理系统,以及在线的细胞形态分析仪,大大提升了实验室的检测能力;从微生物检测的角度来说,现在最先进的微生物流水线已经在线上实现了质谱及药敏的自动化连接。因此可见,这些年来自动化发展取得了一定的成果。


再观信息化——我国的信息化建设起源于80年代,当时也形成了很多不同的流派,各流派都有各自的优缺点。在和一些企业交流时,我也曾提出这样的设想,能不能在LIS系统上使用两到三家的系统,扬长避短,集各家厂商系统之大成。这可能会涉及到LIS系统企业的利益,但优势互相融合后,可能会取得更好的效果。


实验室当前面临的挑战很多,除了规模和业务量的增加、第三方检验与医联体以外,构建智慧检验,是非常重要的一方面。在今年5月份的中国医师协会检验医师年会上,有一个智慧检验的专题论坛,有两位非医学领域的专家进行了讲座——他们是互联网方面的专家,其中一位就是乌镇互联网医院的CEO。互联网行业的巨头阿里巴巴和腾讯,现在都在涉足医疗行业。所以说,智慧检验对我们来说无疑是一个挑战,但也极有可能因为其他科技的进入,改变医学发展的单一模式和思路。


02
构建智慧检验
内容虽繁却缺一不可

检验科如何构建智慧检验?要以一个规则——比如ISO15189——为管理依据,以信息化的手段为抓手,以结构性的检验知识为核心,实行人机料法环样测等等全方位的管理。这是我理解的智慧检验。智慧检验并非局限于“机器人”,实际上整个实验室的管理,都属于智慧检验的范畴。


智慧检验实际上包括很多内容。比如在精准医疗上,可以采用智能的采集、分配、运输方式;在智能检验方面,西京医院检验科在一定程度上已经实现自动审核,以及专家系统和智慧报告;在实验室管理方面,也应用了很多信息技术手段。智慧检验包括很多知识结构库,最后会形成一个整体的实验室智慧系统,并且将在发展延伸和数据积累的过程中,不断升级进步。


以智能审核为例,现在很多医院都在开展智能审核系统的建设和应用,但是智能审核的标准缺乏统一标准,试想能不能为智能审核制定一个最基本的标准,且当标准成熟以后,将其固化到设备仪器里,固化到LIS系统中。要完成这一任务,不能止步于现在与仅有的一、两家LIS企业协作的程度,而是在智慧检验领域中形成这样一个大平台,乃至与国外的IVD企业、检验机构合作。而且未来智能审核不仅要能处理标本结果,还要达成疾病预诊、预警的目标,这就需要集聚更多的数据来进行分析。


伴随对大数据的积累过程,区域检验中心将会发挥愈加重要的作用,由此将建立检验信息与所有的医院之间的传输系统,同时也对标准和结果一致性提出了要求。这其中作为智慧检验全链条的重要组成部分,信息化的传输和联网是亟待完成的。可见智慧检验不仅是一个实验室内的工作,更是整个检验医学所要推进的技术变革。


03
技术作骨骼
支撑智慧躯体走向未来

检验科向来是新技术的集中地,如果没有各类技术的支撑,智慧检验也就无从谈起,随着社会科技的进步,智慧检验在受益的同时逐渐形成独特的应用技术。


首先是射频技术,这是一项非常实用的技术。通常,采完血后标本送到检验科之后,工作人员需要一个一个去扫描二维码,现在我们将带有射频标识的条码贴到空白试管上,放到机器里“转一圈”,很快就识别完毕。100个标本的信息,2分钟即可完成对应的患者信息采集,明显提升了检验效率,节约人力成本。更进一步的应用是,在检验科门口等地点安装射频感应装置,当标本通过时,信息就已经被采集好了。虽然这项技术依赖进口,成本比较贵,但是随着技术成熟、实现国内生产,射频识别技术一定会有更好的前景。


此外,人工智能技术正在高速成长期。以前阴性报告审核需要25分钟,实现以细胞形态图形识别为基础的人工智能镜检之后,只需10分钟即可完成;以前复检标本需要70分钟以上,通过智能审核这一时间已缩短到40分钟左右,这些对检验科实际工作效率的提升有显著意义。


现在,很多医院已经开放了微信预约,这是移动通信技术带来的便利。除了患者,我们医务工作者也因其受益。此前在开展细胞形态学学习班的时候,就利用了移动技术——授课专家通过iPad,实时远程看到院内病例,在讲台上现场做出形态学诊断。在微生物检验方面,也能够应用这项技术——在微生物流水线增添一项自动化的菌落形成的显微拍照功能,将图像传输到医生手中的移动设备终端,更可以将X光、CT或核磁结果一起汇总传输,允许检验科、影像科和感染科进行多方在线会诊。


在血培养实验设备中,已经实现了阳性报警功能,报警信息将被发送到值班人员的手机上,信息包括条码数据、报阳时间等内容。以西京医院检验科为例,微生物检验实施24小时值班制度,当晚上值班人员在处理其它标本或进行其他工作时,一旦出现阳性标本,值班人员将同时收到报警信息,就可以及时进行处理。此外,将小型血培养仪等设备放到ICU、急诊中心等临床科室,同时融入到智慧系统中,当报警信息通过移动技术传输至检验科时,检验科等值班人员就可将标本取回进一步鉴定。


西京医院实行的是“院中院”的模式,其中的消化病医院检验科,急救中心检验科,都有血细胞形态的全自动阅片机。因此设立了一级报告和二级报告的制度,一级报告仅是简单发一下阅片的结果,传输到临床检验中心后,再由更有经验的老师发出二级报告,这就同时保证了速度与准确度。


作为移动互联技术应用的结晶,微信崭露头角的时候并未能被大多数人认可,不觉得它有什么了不起的地方。伴随发展和体验,微信颠覆了过去的沟通方式,也给医患带来了不小的便利,同样更成为了智慧检验的一部分。现在有很多医师都会通过微信来解答患者咨询,很多时候患者的问题并不复杂,用微信几句话就能讲清楚,免除患者亲身前往医院的麻烦。同时,通过微信还可以完成在线考试、问卷调查等实用的交互沟通功能。


目前可穿戴技术如今也已经成熟了,这方面国外已经有不少成果。比如在隐形眼镜上安装一圈电极,糖尿病患者戴上这种隐形眼镜后,可以实时监测血糖变化,数据还可传输至患者的手机,以及医生的工作站。除了指标监测外,其他场景也已有不少实例,比如我们可以将可穿戴技术应用到排队预约系统中,可穿戴设备可以显示患者在自助系统中排队的情况,免除患者站在原地等待的不便。其实,这并非是一种很尖端的技术,早在10年前的日本,当地的医院就已经应用这种方法了。


未来,伴随5G时代的开启,“人不跑、样本跑”的目标也会加速到来。在实验室内,所有的仪器都可以通过网络进行连接,通过建立信息控制中心或在移动终端上,就可了解所有仪器的工作状态。走出实验室,样本流动、信息流动的范围将更大,区域检验中心、第三方检验将样本收集进行检测,检测结果直接传输到社区医疗机构的电脑中,患者在就近的社区收取检验报告,及时就医。这样作为资源下沉的重要组成部分,区域检验中心和第三方检测将发挥更多作用,伴随国家不断的对这方面发展进行鼓励,将改善目前医疗体系现状,成为消灭“看病难”的第一个突破口。所以,单一设备、单一实验室的检测智慧化,并不是真正的智慧检验;只有足够全面、范围足够大的进行了智慧化升级,才能更好的促进检验医学实质进步,真正称得上医学发展的里程碑。

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