与RIS报告系统深度结合的超声语音录入系统设计与实现

卢瑞鸿，王毅，张顺霞，吴震天

（1．中山大学附属第一医院信息数据中心，广州 510080；2．广州中医药大学附属第一医院信息科，广州 510080）

0 引言

超声检查与放射影像不同，检查过程与诊断没有分开完成，检查时间相对长。例如消化系统检查要求空腹，时间相对集中，病人都在等待区集中，时有用户等待的抱怨声，既不利于检查医生思考，更不利于病人对医院就诊服务的印象，直接影响了病人满意度。此外很多综合医院的超声科采用一台超声诊断设备配一名录入员人工键盘输入超声检查报告的方法，很多情况下进修生和实习生“沦为”打字员，非常不利于教学的展开。

随着新冠肺炎疫情发生以来，全球陷入医疗资源紧张，人工智能在医疗领域的应用凸显，人工智能技术在疫情监测分析、人员物资管控、医疗救治、药品研发、后勤保障、复工复产、虚拟助理等方面充分发挥作用。这样充分说明以人工智能、大数据等为代表的新一代信息技术通过前期的快速发展和实践积累，已经越来越商业化、市场化和普及化。

在这个大环境背景下，我院超声科提出了建设一套语音录入检查报告系统的需求，但同时，还要继续保证报告的结构化存储和后期大数据的统计应用等功能。

1 建设目标

以智能语音技术和人工智能技术为核心，采用语音识别+自然语言理解的方式，将系统与超声科原有的报告系统结合，尽量减少改变医生的操作习惯，重点协助解决超声科医生检查人数多、工作繁琐等问题。以期在四个方面取得成效。①降低医院成本，节省医院招聘和管理录入员成本。以北上广深等地医院为例，每个录入员每年的用人成本在8万元左右，通过应用语言录入系统，一定程度上减少录入员的数量。②提高医生效率。医生在一个人工作，或者需要记录患者个性化信息时，提高医生工作效率，将原来3～5分钟的工作降低至1分钟左右。③缩短患者等待时间。当前的超声科检查工作需在对患者检查结束后当即出报告，医生在一个人工作时，做到检查与录入同时进行，缩短患者等候报告的时间。④增加实习医生、进修医生实操机会。在实习、进修、轮转医生从报告听写工作中解放出来，更多地跟带教老师实操，更快学习掌握超声检查技能和知识。

2 设计思路

2.1 业务流程设计

系统的操作尽量方便医生操作，减少在两个系统之间的切换。因此设计将语音录入系统嵌入到RIS报告系统中，医生登录打开RIS报告系统后，可以在书写报告的界面主动调用打开语音录入系统的页面，然后根据患者的检查情况通过语音指令调用相应的报告模板。医生边检查边按照模板用语音方式录入结果，如果检查多个部位需要追加模板或者模板外的内容，也可以通过语音追加模板或者直接追加报告文本内容。在语音录入系统界面填写完超声所见后，系统会自动生成超声结论，医生也可以通过语音修改超声结论，然后后预览报告的内容和格式，确认无误后语音指令将报告内容导入到RIS报告系统。医生在RIS报告系统界面检查报告内容、图片和格式无误后，即可打印报告交给患者，整体流程如图1所示。

图1 超声语音录入报告业务流程图

2.2 系统架构设计

超声语音录入系统主要实现检查过程实时录音、医生语音实时识别、报告生成等核心功能。机器转写（语音识别）和自然语言理解服务构建在医疗语音云（院内私有云），用于将医生的语音以机器转写的方式识别为文字，将识别结果进行语义解析，智能提取出结构化的报告内容。医疗语音加密编码服务则用于将医疗语音数据加密编码、解码。语音管理服务平台提供标准的语音授权、管理和配置等服务，并提供标准的接口给超声科报告系统调用。RIS报告系统对接功能实现语音录入系统与RIS报告系统的对接，包括从RIS报告系统调起语音录入系统，以及从语音录入系统将报告结构化地同步到RIS报告系统等。系统架构参考图2。

图2 超声语音录入系统架构图

2.3 二维表结构同步报告设计

为便于科室的科研工作，需要将超声报告结构化地存储，因此需要事先制定好结构化的报告模板，医生在录入报告时调用模板，根据模板的结构化字段录入相应的检查值或者检查属性，然后从语音录入系统将报告同步到RIS报告系统。

但超声检查的部位组合本身比较多，而且每个患者每个部位的检查结果都不尽相同，比如常规的肝胆胰脾彩超，虽然是一个项目，但不同患者的检查结果，可能是肝胆胰脾都正常，可能是正常肝胆胰加脾大，可能是正常肝胆脾加胰腺炎等等。这还只是一个项目的不同部位组合，如果一个检查有几个不同的项目，比如肝胆胰脾彩超加盆腔彩超，那么组合情况就更多更复杂了。如果每个组合都制定一个模板的话，模板的制定工作量将非常巨大，而且检查医生查找模板的效率也不能保证。

在此情况下，我们设计了通过二维表的模式实现报告模板的自由组合。比如肝胆胰脾彩超，我们将正常肝，肝硬化，肝囊肿，肝内钙化灶，正常胆囊，胆囊结石，正常胰腺，胰腺炎，正常脾，脾囊肿等等不同部位（器官）的不同情况维护成一个个基础模板，医生在写报告时根据检查的情况引入肝胆胰脾的相应模板，组成一份报告。同时在RIS报告系统中也有相应的模板表结构，实现从语音录入系统向RIS报告系统同步结构化的报告内容并在RIS报告系统中存储。二维表结构的报告模板实现页面参考图3、图4所示。

图3 二维表结构报告模板1

图4 二维表结构报告模板2

2.4 超声知识库及图谱设计

主要使用了超声领域的命名实体自动发现和消歧技术，对非结构化超声报告和半结构化模板文档进行命名实体发现与标注。在实体自动标注的基础上，研发自动实体属性链接技术，对无结构文本中提到的实体（如肝脏状态、门脉位置等）从文本语料中自动发掘其对应属性（如萎缩/大小正常、主干/左支/右支等），从而完成医疗领域知识图谱构建。构建超声业务图谱的过程是知识图谱的一种简化，借助于图谱的结构，可以描述业务逻辑关系的图，包含概念、实体、属性、关系、意图（明确知识点和模糊知识点），是一种业务知识的表示。其中图谱中每个点都是一种语义要素，相比于语义信息针对整个句子，语义要素提取更着重于提取句子中的关键信息。例如针对肝胆检查的模板，简单梳理出来的部分知识点如表1所示。

表1 肝胆检查部分知识点梳理表

3 实现效果

3.1 提升检查效率

系统到目前为止已经完成了400多个基础模板，基本上覆盖了我院超声医学检查的全部项目。系统上线后，语音录入系统响应上屏时间小于0.5秒，识别精度大于93%。检查医生通过语音操作方式，可自行完成叫号-应诊-检查-报告书写全流程，形成结构化超声检查报告，配合超声模板自动填写相应字段内容，提升了医技科室的运营效率与医生的检查效率，促进了组织结构变革与管理模式优化。

3.2 改善患者体验

系统优化诊疗流程，提升医疗服务水平，改善患者体验。诊间无需报告录入员，由检查医师完成检查与录入，有效化解患者尴尬情绪；检查过程中即时完成报告录入，增加患者信任感；检查与录入同步进行，缩短检查耗时，降低患者候诊、诊中时间，缓解患者紧张焦虑心情。

3.3 助力临床科研

目前，超声语音录入系统月均形成结构化检查报告约500份，部分医生已经养成了语音录入报告的习惯，通过语音录入的报告比例将越来越高。这些报告无需进行繁琐的后结构化过程即可满足科研数据检索、统计分析的要求，并可针对科研需要进行进一步的内容分类，便于研究者分析患者病情与影像学表现，发现超声表现、历史就诊记录与疾病情况的关联，为研究提供数据支撑。

4 结语

与RIS报告系统深度结合的超声语音录入系统建设具有非常现实的意义。首先系统可以将超声科的医生从繁重的文字录入工作中解放出来，提高检查效率，更好地为患者服务；其次通过统一模板的方式，将报告的部分字段值结构化保存，有利于开展科研统计；此外对于综合医院的进修生，实习生，也可以通过标准化的流程和模板更好地学习，提升技能；最后，未来可以将语音录入功能应用于远程检查的报告书写，为分级诊疗提供技术基础。

下一步，我们计划根据科室使用需求及医院管理要求，持续加强报告结构化自处理及报告实时质控提醒等功能，让系统更好地服务患者与医务人员。同时拓展语音录入的应用场景，探索语音助理应用于电子病历、病理报告、影像报告的可行性，发掘人工智能在医疗领域的更多价值。