【作 者】冯贞贞，郑西川

1 苏州大学放射医学与公共卫生学院，苏州，215123

2 上海交通大学附属第六人民医院，上海，200233

随着医院信息化的不断发展，医疗服务水平得到了提高，病人在医院就诊过程中的任何一个环节的优化和改进，都会给病人提供方便。过去病人检查整个过程需要不断地排队、等待，杂乱无序，既浪费病人的时间，也影响医院的就诊环境。

现在很多医院已经开始使用电子申请单，改变了检查流程，减少了信息登记错误，大大缩短了病人的检查时间[1，2]。医务人员也不用再扫描纸质申请单及二次录入信息，优化了医生工作站、收费处、检查科室的业务流程，提高了工作效率。但是现有的电子申请单系统也存在一些问题，如病人选择预约时间被动，基本是按先到先约的固定顺序进行，不能给病人最优化的预约时间。由于实际检查与预约安排存在时间上的空隙，使一些高昂的检查设备出现闲置，达不到最高利用率。

本文针对医院现有的电子申请单预约方法存在的问题，提出了一种预约排程系统。系统通过各个模块的协调交互，优化了病人的预约时间，提高了医院的设备利用率。

1 电子申请单预约方法

随着医院信息系统的逐步发展和完善，许多医院已经开始应用电子申请单来优化病人的检查流程。申请检查的医生可以在院内任意联网的计算机上提交申请或浏览预约安排，从而实现电子申请单填报、时间和资源统筹。检查科室可以根据已预约的人数安排上岗技师，合理调配医疗仪器的使用[3]。

电子申请单的基本检查流程如图1所示[4]。通常各个科室都根据一项检查所需的时间把一天的工作时间分成若干个时间段（timeslot），来安排预约。比如，进行一项MRI检查所需的时间为15 min，则就把15 min定为该项检查的标准时间。预约完成后，医务人员打印出检查回执单（包含检查项目、检查时间、检查地点及检查注意事项等）交给患者，患者便可以在预约时间来医院直接进行检查。

图1 检查基本流程Fig.1 Basic flow of tests

现在医院使用的电子申请单的基本预约模式有：① 在医生工作站预约，医生为患者开出电子申请单，同时为患者选择好预约时间，病人交费后再提交电子申请单，这样避免了患者多次排队等待的时间；② 在检查科室预约，医生为患者开出检查导诊单（含患者需要进行检查的项目及相应的预约地点），患者持导诊单到交费处交费，然后到各科室选择合适的预约时间，这样简化了医生的工作，可以为更多患者服务；③ 在预约中心预约，医生为患者开出检查导诊单，患者持检查导诊单到交费处交费，然后到预约中心进行集中预约，这种预约模式对于处理取消预约及更改预约比较方便。

上述的预约模式都是遵照先到先约的方法，也就是按照到达时间的先后顺序来安排病人的检查时间。但是，实际情况是复杂多样的，患者通常要进行不止一项检查，而且病人的情况也有轻重缓急之分，又由于病人本身和技师操作问题等也存在一些不确定因素，出现实际时间与排程时间的偏差，致使医疗设备得不到充分利用。因此按照时间进行预约的方法过于死板，本文提出的预约排程系统对这一问题进行了改进，能更灵活地进行预约时间的安排。

2 预约排程及优化设计

2.1 检查过程的模型

我们把整个检查过程抽象为几个实体之间的活动，这里包括医生、患者、检查设备三个实体。医生为患者开出的电子申请单中的每一项检查称为一个任务（activity），若一个患者要进行两项检查则要完成这两个任务的预约，不同的任务需要由不同的检查设备执行，我们将检查设备称为资源（resource）。通常病人检查的最终结束时间是由最后一项检查的时间决定的。在本文中做如下假设：① 同一种设备上所进行的检查的标准时间相同，不同设备间的检查的标准时间不同；②每种检查所规定的标准时间在实际情况中足够长，也就是很少有延迟现象，或基本没有延迟；③ 对于多项检查的患者，每两项检查之间的时间间隔要大于后一项检查所需的标准时间。

2.2 预约排程系统

整个系统包括预排程模块、在线监控调整模块和可行性检查模块，其基本结构如图2所示。

预排程模块系统采用多代理的方法[5]，即为每一个设备资源创建一个Resource Agent，为每一个患者创建一个Patient Agent，通过Patient Agent之间的交互来实现优化排程。每一个Agent 都知道它自己的约束条件和相应的规则，对自己的行为和内部状态有一定的控制权。Resource Agent包含该设备检查的标准时间、工作时间及预约情况等信息。Patient Agent包含患者的基本信息、检查项目，相应的检查时间以及优先级等信息。Resource Agent确保同一时间一台设备只能进行一项检查任务；Patient Agent确保同一个患者在同一时间不能有任务的重叠。Patient Agent之间可以根据预定义的执行计划实现交互，交互规则是排程后每个患者的最终完成检查的时间不得晚于排程前。具体的实现方法见

图2 预约排程系统Fig.2 Planning and scheduling system

2.1 部分的算法

可行性检查模块确保对预排程模块的排程结果满足以下约束条件：① 同一时间一台设备只能进行一项检查任务；② 同一个患者在同一时间不能有任务的重叠；③ 进行多项检查的患者每两项检查之间的时间间隔要大于后一项检查所需的标准时间。如果不同时满足这三条约束条件，则返回预排程模块重新排程。

在线监控调整模块是对于预排程中已经优化了的排程结果的实际操作过程进行监控，若实际检查与预约计划中有时差，则采取一定的方法进行相应的调整。具体实现方法见3.2节。

3 模型算法实现

3.1 预排程模块的算法实现

当医生为患者开出电子申请单后（已经按照先到先约的原则初步选择好预约时间），将该信息传到预排程模块，并动态生成一个Patient Agen，通过相互交换预约时间来优化排程结果。“not worse”是指交换原则：即交换后每一个患者的各项检查时间不得冲突；各个检查设备同一时间不能有任务冲突；交换后每个患者的最终完成时间不晚于交换前。在满足交换原则的前提下，被交换的agent才会同意交换。预排成模块的算法[5]如下：

图3 预排程模块实现结果Fig.3 The result of rescheduling module

其执行结果如图3所示。我们模拟有9个病人进行预约，已经预约到第二天，其开始的预约时间是按时间先后安排的。患者1、3、5、7、8需要进行两项检查，患者2、4、6、9只需进行一项检查。但是患者9想在明天的9:00之前完成检查，可是该项检查已经预约到了9:30以后，如果按照先到先约的方式则无法满足患者的要求。经过排程后，可以满足患者的要求，同时不影响其他患者的结束时间[6]。从图中可以看出，经过预排程后患者4的检查时间提前了12 min，患者6提前了24 min，患者9提前了36 min，其他患者的最终完成时间也不受影响。在人数很多，检查项目很多的情况下，通过此排程可以取得更可观的效果，为更多的患者带来方便。

3.2 监控调整模块的算法实现

由于实际检查中患者情况的不同和操作技师的原因，检查时间不总是与我们假定的标准时间完全吻合，因此总会存在时间差距，这样检查设备就有可能出现闲置时间，导致设备不能充分利用。通过在线监控调整模块[7]可以处理这一问题，但是我们假设实际检查时间长于标准时间的情况几乎不存在，也就是在我们假设的标准时间内不会出现延迟现象。

通过在线监控调整模块，时刻监控着预排程中各项检查的实际操作时间与排程时间的时间差△T。当△T大于等于该项检查的标准时间时，则通知医生工作站可以临时插入一项检查，但是医生需要对该插入的检查单进行标记，此标记的检查单不再经过预约排程系统，患者交费后立即进行检查。这样就不会影响在线监控调整模块的的继续监控和调整。其算法如下：

其实现结果如图4所示。通过在线监控并对相关数据进行处理，将有关结果及时反映给医生工作站或电子申请单预约处，提高了检查资源的利用率。

4 总结

本文描述的预约排程系统先通过预排程模块的多代理技术进行排程优化，然后通过可行性检查模块对排程结果进行检查，如不符合约束条件则重新排程。最后在执行过程中，通过在线监控调整模块进行在线调整，并及时将可插入信息反馈给医生工作站来提高设备利用率。

此预约排程系统所具有的特点是：① 能灵活地进行预约时间的排程，不是死板的按照时间先后顺序进行预约，但是也遵循公平的原则，没有因为优化排程使一些患者的检查时间提前而另一些患者检查时间推迟，为患者节省了时间，优化了医院的就医环境；② 具有双重效益，既能为患者带来方便，也能提高医院的设备利用率。由于本系统的以上特点，因此它比较适合于就医者较多和医疗设备相对比较紧张，以及需要提前进行检查预约的医院。

预约排程系统可以在一定程度上对医院检查流程进行优化，但是也存在一些限制：首先我们假设的是没有延迟的情况出现；其次该系统对于多个检查项的标准时间差距较大时，只能对于标准时间较短的检查项进行排程优化，而较长的检查项基本不会变化（见图3），因此还有待进一步的研究改进。本文提出的预约排程系统优化了医院整个检查流程，同时也为医院检验科室或手术预约安排等提供参考。

图4 监控调整模块的实现结果Fig.4 The result of monitoring and regulation module

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