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以中台思维构建医疗数字化转型平台 突破医院信息系统能力瓶颈

IDC 观点

观点1 医疗卫生体系数字化转型是大势所趋

经过三十几年的发展,目前医疗卫生体系的数字化转型已经初见雏形。2020年初新冠肺炎疫情的出现,更使得业界内达成了加速医疗数字化转型的共识。根据IDC调研,自疫情爆发以来,全国有88%的三级医院为应对疫情对信息系统进行了改进,96%的三级医院受疫情启发制定了信息化升级计划。

在构建中国特色创新型医疗健康服务体系的时代背景下,如何革新传统医疗服务体系,如何突破现有医疗信息系统IT架构弹性不足、数据利用不充分、操作体验差及技术升级受限等瓶颈,成为了智慧医院发展道路上面临的新挑战与新机遇。

观点2 “中台思维”是医疗数字化转型平台的核心特征

根据IDC调研,78%的受访的医院信息化负责人认为很有必要开发一个创新平台,突破传统系统框架,满足医疗数字化转型的要求。数字化转型对于新架构的需求,催生出具有中台思维的医疗数字化转型平台,通过搭建技术中台、数据中台和业务中台相互集成的三大中台,融合专业临床知识库和大数据分析技术,培养灵活丰富的新应用开发能力,提高医院应对各类医疗需求的快速响应能力和为患者提供个性化医疗的服务能力,支撑全生态的临床决策,实现新型医疗健康服务体系的闭环。从目前发展趋势来看,未来的数字化转型平台能够带动医疗系统的良性动态循环,实现大数据的实时应用与新技术应用的弹性集成,将逐步成为医院信息系统的核心。根据IDC调研,全国有28%的三级医院计划在未来一年内完成部署,另外24%的医院已经做出了尽快部署的决策。

观点3 医院IT架构升级与转型是数字化转型平台的建设路径

医疗数字化转型平台的构建不仅是技术的转型,更需要医院全方位推动组织文化、业务形态、技术实践等各层面的变革,从而成为符合中国特色创新型医疗健康服务体系要求的新医疗领导者。针对不同数字化程度的医院,数字化转型平台的建设路径主要分为两种:分模块升级现有核心系统,同步完善三中台;建设数字化转型平台,并基于三中台构建全新的医院核心系统。

医疗数字化转型平台是支撑智慧医院成为社会卫生服务网络的核心节点,是支撑中国特色创新型医疗健康服务体系的枢纽和引擎。医疗数字化转型的加速,有利于促进各类新兴医疗的发展,推动临床系统建设和升级,推进健康中国的目标实现。

01 众望所归之医疗数字化转型 - 当前医疗行业发展趋势

在本次新冠肺炎疫情之前,对于数字化转型,医疗行业内有人积极践行并大力提倡和引领,有人保持观望的态度,认为医疗数字化是锦上添花,还有人持有怀疑的态度,认为医疗数字化只是发挥辅助性作用,难以支撑疾病诊断和治疗等核心业务。但是在此次新冠肺炎疫情中,信息化和数字化以及由此而生的智能化在新冠肺炎救治和疫情防控中成为了中流砥柱,进而使医疗机构认识到在疫情之外的疾病诊疗中,医疗数字化同样可以承担关键作用,支撑医疗卫生服务和临床诊疗水平迈上新台阶。医疗数字化转型正在成为当前医疗行业发展趋势。医疗数字化转型是利用最新的数字化技术和能力来驱动医疗模式创新和转型,包括医疗服务模式和疾病诊断与治疗方式的创新和转型。

1.1. 疫情引发思考 ‒医疗数字化转型达成共识

自2020年初新冠肺炎疫情爆发以来,信息化在新冠病毒(COVID-19)疾病诊断与治疗以及在疫情防控方面发挥了巨大的作用。根据IDC 2020年初针对医疗行业的一项调研显示,目前全国有88%的三级医院为应对疫情对信息系统进行了改进或新建。例如:远程医疗和互联网医疗支持中小城市的救治和防疫以及慢病病人的就诊和取药;医学影像人工智能技术辅助新冠肺炎临床诊断;机器人技术应用于病区服务,减轻了医护的工作负担;大数据技术用于流行病学调研等,这些技术的应用提高了诊疗效率,减轻了护理负担,提高了防控效果,在整个社会层面的疫情救治和防控中起到了关键作用。

本次新冠肺炎救治和疫情防控也触发了医院信息化的建设和升级,据IDC调研,全国有96%的三级医院受疫情启发制定了信息化升级计划。此次疫情促使医疗数字化转型实现跨越式发展,IDC预计,未来医疗数字化转型中,全社会一体化的临床诊治将与疾病防控及健康管理系统结合起来,医疗服务的模式将充分利用互联网医疗等新兴技术实现医疗资源更加均衡,提高全体民众的健康水平。医院内部的各类信息系统包括医院核心管理系统和医疗护理系统等都将做出调整,以适应新兴技术在疾病诊断与治疗中应用的需求。

图1-医院受新冠肺炎疫情的影响和启发而做出的信息化升级的重点领域

疫情所引发的医疗信息化升级诉求,其本身也是医院原信息化升级计划的延伸。抗击疫情过程中各级医疗机构所表现出来的行动能力,正是构建中国特色创新型医疗健康服务体系的展现,而新体系建设则是医疗数字化转型的具体体现。

1.2. 医疗数字化转型载体 ‒ 中国特色创新型医疗健康服务体系

目前全球医疗健康服务领域都面临人口老龄化加速、医疗健康服务需求持续增长、医疗资源有限以及地区分布不平衡、医保资金短缺等一系列挑战。对中国而言,构建中国特色创新型医疗健康服务体系已经成为医改当下的首要任务。中国特色创新型医疗健康服务体系,是指通过医药卫生综合体制改革,融合新兴技术应用所创造的一系列系统性的新型医疗健康服务模式。

新型的医疗健康服务体系,就创新性而言,是指对于传统医疗服务体系的全面升级革新;从技术角度而言,则是利用信息化等新兴技术而构建的新体系,包括互联网、云计算、大数据、人工智能、物联网等新技术,突破传统管理模式,创新医疗健康服务运营模式。新型的医疗健康服务体系其目标是建立以人为本的一体化医疗健康服务模式(PCIC),围绕居民及家庭的健康需求,组织构建新体系的关键要素包括:

统筹管理和协调各类医疗资源,包括各类医疗机构、新兴医疗、医保、医护人员等资源。
突破医院围墙,在社会范围内开展医疗健康服务,包括互联网医疗、居家护理等服务。
民众深度参与,建立以患者为中心以及适应医疗服务消费化趋势。
建设基于价值的医疗健康服务以及支付补偿机制。
建立连接医院、医保、药店和患者的药品供给体系。

图2-中国特色创新型医疗健康服务体系建立

中国特色创新型医疗健康服务体系,是医疗数字化转型的载体,支撑这个体系运转的平台即医疗数字化转型平台,该平台是构建新体系的根基,也是新体系运行的引擎。

1.3. 医疗数字化转型枢纽 ‒ 智慧医院

在过去10年中,智慧医疗蓬勃发展,其本质就是以云计算和大数据技术为支撑、并融合人工智能等各种新技术应用的医疗健康服务体系。智慧医院则是智慧医疗的集大成者,其运用信息通信技术连接和集成各种设施设备、软硬件系统和数据资产,支撑临床诊疗、运营管理和患者服务等业务流程,从而使医院的诊疗和运营达到卓越水平。

国家卫健委从2019年开始大力推动智慧医疗发展,智慧医院正发展成为中国特色创新型医疗健康服务体系的核心枢纽,智慧医院通过融合远程医疗、分级诊疗、健康管理、医养结合、居家护理等业务演变成新的体系,促进医疗健康服务水平的提升。

在智慧医院发展中,受政策、新体系构建和新兴技术应用等几个方面的推动,医院的发展动力和模式将会发展转变。

智慧医院将在如下方面承担重任:

从管理的角度满足疾控、医疗质量管理等政策需要,支撑电子病历应用水平提升及智慧服务评审,满足医疗信息数据互联互通的要求。
支持安全用药辅助、临床决策支持等,提升诊疗效率,提高临床救治和临床科研水平。
满足互联网医疗监管要求,支撑医院开展互联网医疗、居家护理、医养结合等各种医疗健康服务生态的需求。
构建包括健康医疗大数据在内的全社会范围内的大数据平台,支撑健康中国目标的实现。

医疗数字化转型核心枢纽智慧医院的建设需要信息化技术平台的支撑和创新的信息系统架构,因此医疗数字化转型平台的建立迫在眉睫。

02 医疗数字化转型平台 ‒ 支撑起医疗卫生新时代

医疗数字化转型中新模式不断涌现,而传统医疗信息化架构难以应对数字化转型的需求与挑战;时势造英雄,医疗数字化转型平台进化成型,支撑中国特色创新型医疗健康服务体系,缔造医疗健康新时代。

2.1 现有医院IT架构面临4大关键挑战

传统医疗信息化架构在医疗数字化转型大势前面临挑战,已经不能满足数字化转型趋势发展需求。

医院的信息化持续建设,医院核心管理系统、电子病历、集成平台和临床数据中心等几大系统面向数字化转型升级,显得力不从心。根据IDC的调研,医院核心管理系统当前在支持创新业务开发、医生操作便捷性、应对政府经常性管理变化等方面表现得不足;而集成平台则在支撑新系统开发、系统运行速度、开发便捷性等方面表现不力。

图4-医院核心管理系统(或称为传统 HIS系统)存在的问题或不足

图5-贵医院的集成平台在运行中还有哪些问题或者不足?

综上所述,医院的IT架构在面向数字化转型时面临如下几个方面的挑战:

IT架构弹性不足:医院传统IT环境经过长期的定制和开发后,虽然有了相当稳定的支撑能力,但当面对一些新兴智慧医疗业务以及政府政策的经常性变化,IT架构显得弹性不足,这基本上是由应用架构固化和数据管理缺乏标准化造成的。

健康医疗大数据的潜力未被开发:面向已有数据的汇聚、共享交换和互联互通取得了一定的成效,但是在如何把数据形成知识、把知识形成医疗技能,从而提升诊疗效率和改善诊疗效果等方面还有待提升。

医院IT的能力与技术升级遇到瓶颈:随着各种新兴医疗业务多样性的提升,医院的信息系统数量持续增多,所涉及的IT技术与应用越来越复杂,不仅管理起来越来越棘手,而且难以应对医护人员更深入的需求并且在开发新系统方面的余地越来越小。

操作便捷性的挑战:医生和护士在日常工作中面临的信息化系统非常繁多,经常性的系统切换以及同一个系统经常性的界面切换,影响了工作效率,系统的价值难以正常发挥。

虽然医疗数字化转型如四月天,朝气蓬勃,但是只有经受住医院IT架构的多方面挑战,才能打赢医疗数字化转型攻坚战役。

2.2 医院IT架构需再上台阶

医疗数字化转型能够支撑医院打破围墙,构建与全社会协同的医疗健康服务体系,新体系的核心节点还是医院,所以新的技术架构应该既是集成的也是开放的。

结合IT技术的发展和借鉴其他领域数字化转型的经验,医疗数字化转型对IT架构的关键需求可概括如下:

IT技术与诊疗业务的深度融合:IT技术不仅是辅助性技术,也不仅是为医疗业务赋能,更是诊疗业务转型创新的支撑。

数据资产化能力:数字化转型正在逐步从“以流程为核心”进入“以数据为核心”的时代,围绕医学数据和医疗实践数据来优化诊疗流程和创新诊疗方法。

医院IT的能力与技术升级遇到瓶颈:IT架构支撑医疗过程各场景、环节、各类角色,支撑新兴医疗服务和健康服务、互联互通,即支撑整个医疗健康闭环过程。

支撑医疗健康服务体系协同发展:支撑医院与社区、健康管理机构、医养机构、生命科学机构等协同作业,支撑新型医疗健康业务模式运作。

支撑技术创新:支撑新型技术的应用,例如人工智能技术、AR/VR、区块链等技术。

传统的医疗信息系统架构面向数字化转型的短板明显,医疗数字化转型呼唤一种新平台。根据IDC调研,78%的受访的医院信息化负责人认为很有必要开发一个创新平台,来克服上述弊端,满足医疗数字化转型的要求。

图6-传统医院IT架构 与 医疗数字化转型所需架构 之间存在差距

图7-医院对于建立支持智慧医疗系统和创新应用开发和运行的专门技术平台必要性的意见

数字化转型对于新架构的需求,催生医疗数字化转型平台的出现。当前的几大系统难以应对医疗数字化转型的挑战,借鉴信息化技术发展大势,医疗数字化转型平台轮廓显现出来。

2.2.1 医院信息化软件架构的演进历程‒ 从内部提升的架构向内外兼修的架构升级

自上世纪90年代开始,中国就开始了医院信息化建设,沿顺着主要的医疗业务流程,医院陆续建设了基本的信息系统,医院信息系统架构则经历了如下四个阶段:

信息化初建阶段:大部分系统都基本上独立建设,系统功能不完善,系统之间缺乏集成,烟囱林立。
系统集成阶段:各主要的医疗信息系统集成起来,构建了初步的临床数据仓库,但是基本上属于静态的集成,一方面积累的数据难以利用起来,另一方面很难支持开发新系统。
信息系统一体化阶段:这一阶段即医院核心管理系统建立的阶段,即在系统构建的时候尽可能一体化构建,集成更多功能,原来建立的很多烟囱直接做到一体化系统中。这种一体化架构虽然一定程度上克服了复杂集成的问题,但是在应对互联网医疗等新兴医疗系统的建立和运行中显得无从支持,形成医院信息化发展瓶颈。
数字化转型平台建立阶段:利用中台思维建立数字化转型平台,优化和升级核心系统以及临床数据仓库,减轻集成平台复杂性,便捷地支撑互联网等新应用。

图8-医院信息系统架构的演进

2.2.2 越来越多的临床医疗信息系统需要创新的IT架构来支撑

在一体化的医院核心系统的基础上,各临床专科系统快速发展,各种临床系统的发展呈现出如下趋势特征:为了更加精准的治疗以及充分利用医疗大数据,临床科室基本上都产生了信息系统的需求,这使得临床系统的需求非常多样化。

创新的医疗系统多样化,例如互联网医疗,不断形成新的成功实践,形成新的系统;这些新系统也需要与现有的核心系统、检验检查、护理等系统集成。
临床专科系统正在以专业应用场景的形式来形成临床解决方案,比如手术室解决方案需要麻醉系统、检验检查、病理、电生理等系统集成应用,才能更好地支持手术规划以及支持手术过程的决策。而专业应用场景的解决方案则是在多种系统集成基础上的全新的系统。
公共卫生应急体系的建设需要临床医疗与疾病预防控制集成化,以及疾病预防和控制中多种应用结合,例如与电信服务系统、交通信息系统、气候系统等集成,形成新应用。
医疗软件的运行环境也在演进。互联网医疗快速发展,互联网应用开发架构成为必需;各类新兴的医疗设备也基本上具有信息化功能,需要接入到信息化系统。云计算已经基本成熟,医疗软件需要具备运行在云平台上的能力。
在功能整合上,更多角色参与到医疗健康服务体系中,要求系统采用开放服务架构,提升界面专业性、智能性和操作便捷性。

医疗软件的运行环境也在演进。互联网医疗快速发展,互联网应用开发架构成为必需;各类新兴的医疗设备也基本上具有信息化功能,需要接入到信息化系统。云计算已经基本成熟,医疗软件需要具备运行在云平台上的能力。

在功能整合上,更多角色参与到医疗健康服务体系中,要求系统采用开放服务架构,提升界面专业性、智能性和操作便捷性。

2.3 医疗信息化创新架构 -医疗数字化转型平台应运而生

理念创新,冲破传统IT架构的约束,构建医疗数字化转型平台,融合专业临床知识库和大数据分析技术,培养灵活丰富的新应用开发能力,支撑全生态的临床决策支持,实现新型医疗健康服务体系的闭环。

03 医疗数字化转型平台的架构和特征 ‒ 揭开新架构神秘面纱

医疗数字化转型平台作为一个创新性的平台,其架构是中台思维的技术架构,且具备医疗系统所特有的特征。医疗数字化转型平台既需要传统系统的升级,也需要对传统系统保持密切继承。

新的医疗信息系统架构,以新一代医院核心管理系统为根基,建设数据中台、业务中台和技术中台,三中台构建称为医疗数字化转型平台;医疗数字化转型平台的运行,需要基础数据和开放架构支撑,标准化流程与合规性要求拉动。

3.1 以中台思维之先进理念,构筑于最新IT技术之上

医院的信息系统越来越多,而且鉴于医疗业务的复杂性,不同的临床学科的治疗过程存在差异,其信息系统也呈现不同的特征。未来信息系统仍然难以归纳到少数几个系统。另外,面对越来越多的新兴医疗业务模式的产生,新的系统会越来越多。

数字化转型不是纯技术的转型,而是追求技术和业务融合的新高度,医院从内部业务变革到拥抱新兴医疗环境,其诊疗业务的规模、复杂性以及变化频度,都远远超越了前期单纯聚焦内部诊疗业务时的状态。

为了适应这种需求,中台思维应运而生。中台思维,即充分考虑通用型、复用性和可扩展性等特性,通过中台的复用性,归纳出来可复用的数据、知识、

指南和流程,做成中台,通过中台来支持新系统、新技术的开发、升级和可持续发展。

中台通常由技术中台、数据中台和业务中台构成。三中台构成医疗数字化转型平台,其组成架构图如下图所示。

图9-医疗数字化转型平台的组成框架

面向医疗数字化转型场景需求,引入中台思想,将系统的共性需求功能做大做强。应用的关注点也不再完全以功能为主,而是围绕数据和需求,基于共性开发平台,从数据和需求的视角来开发新应用。

中台思维首先是一种技术或业务的组织形式;其次,从技术维度来看,中台是一套集合技术、业务和数据的架构,强调共性和复用。区别于传统应用架构的复用概念,中台力求实现以客户需求为驱动的动态复用能力,以及时响应业务的高频变化。

从用户视角看,所有应用要基于统一的中台进行开发,而中台和应用也必须构建到统一的平台上。平台在不同的层面实现入口统一、服务统一、模型统一、数据统一和云基础设施的统一。

数据驱动的架构正在发展成为未来最重要的设计实践。在大数据时代,数据的复用比功能的复用更重要,数据丰富化、知识化和可挖掘的程度越高,就越能产生更大的能力价值。

中台体现一种文化和价值观,如何正确处理好医院核心系统平台与各类新兴技术的边界问题。中台是要用更开放的视角去协同产业链发展,打造针对新兴医疗业务的共同研发、合作构建、协同运营的格局。

中台技术平台,以客户(医护人员和患者)的需求为中心,提供各类应用的灵活开发技术。

中台思维的微服务思维能够将一体化的问题逐层分解,使处理高频变化业务的应变能力得到充分保障。

3.2 医疗数字化转型平台的架构构成 ‒ 三台为基石

三中台不是孤立运行的,它们相互集成和相互作用构成医疗数字化转型平台,体现知识驱动医疗技术的未来发展趋势特征。医疗数字化转型平台具有医疗行业特有的特性,体现在如下方面:

数据中台的主要模块包括医学信息系统数据标准、数据指标规范库、临床指南、临床决策知识库,以及数据资产管理、数据资产标签、知识图谱等大数据平台系统,并提供数据服务API等。

业务中台包括医疗规范化流程、临床路径、操作规范和业务逻辑等;以及各种创新医疗所形成的操作管理流程和规范,例如互联网医疗流程规范、远程医疗流程规范、传染病防控和治疗规范等。总之是将医疗业务及相关逻辑服务化,形成对外开放服务API。

技术中台包括开放式开发平台(微服务)、 跨平台部署技术、分布式数据库,以及与核心系统、CDR、集成平台等互操作的技术

医疗数字化转型平台的运行是一个循环系统,四个步骤组成一个循环:

1.以业务中台的流程服务为启动点,调入医疗业务标准数据,结合临床指南库等数据,通过业务服务API结合数据服务API来开发构建包括核心系统、电子病历、互联网医疗等在内的各类临床系统。

2.各类临床系统产生的源头数据一方面存储在数据中台以供服务随时调用,保证中台对数据的实时使用,另一方面支持数据输出到临床数据仓库(CDR)并做加工处理形成知识之后,再流入到数据中台供服务调用。在没有完全迁移到中台之前,并行的医院核心系统、电子病历和各类医疗系统的数据,以及其他外部健康数据也可通过集成平台,汇聚到临床数据仓库(CDR)再进入到数据中台。

3.利用大数据处理和分析技术、机器学习等技术在数据中台形成新的知识图谱和知识库,通过审核流程,形成创新的医疗知识服务,返哺给业务中台;同时,从创新医疗模式中形成新的医疗流程标准库,以及根据政府在持续的医疗改革中发布的新政策所形成的医疗服务业务规则,也添加到业务中台。

4.技术中台始终支撑上述业务中台与数据中台的交互以及动态循环过程。

图10-医疗数字化转型平台的运行机制

3.2.1 数据中台 ‒ 锻造知识引擎

数据中台不仅实现静态数据标准化和概念化,还包括动态的流程数据和行为数据的资产化和价值化;不仅仅是基础的医学标准数据,而且还是通过机器学习开发出来新的知识,例如建立知识图谱,通过知识来驱动诊疗技术的进步。

数据中台是将医学/医疗数据抽象成数据基础服务与数据建模服务和数据分析服务,并将其提供给前台。数据中台在融合知识数据与实时临床应用数据的基础上,将数据智能和医疗业务融合,形成行业领先的医疗业务实践,通过构建各类临床系统引领医疗管理和临床发展,更好地支持各类新兴医疗业务系统的开发。将知识图谱引入到数据中台,基于机器学习技术突破CDR和数据挖掘的瓶颈,开发更多的知识服务。

数据中台通过技术中台提供的Data as a Service 服务,向各种新应用开发提供服务。

通过数据中台构建的新应用系统,其所产生的医疗业务数据,不仅可以直接通过数据中台实时支撑临床系统的运行,而且在数据汇聚中可以减少系统集成操作、减少大数据标注工作,直接开展机器学习和大数据分析。

图11-您认为医院信息化未来建设中,一个专门的数据加工和数据管理平台的必要性

图12-数据中台成为数字化转型平台枢纽

3.2.2 业务中台 ‒ 孵化创新医疗模式

业务中台面向业务的抽象和融合,提供共性的流程和操作的服务,包括各类标准流程,临床路径,医疗质控规范,闭环规范等。在数据中台和业务中台支撑下,前台应用系统只需要按照医疗场景需求来组合。业务中台包括敏捷的逻辑架构,支撑医疗流程的灵活配置。

图13-医院对于专门的管理诊疗业务逻辑(临床指南)的平台必要性的意见

3.2.3 技术中台 - 提供弹性计算力

技术中台支撑数据中台和业务中台的运行,是整个医疗数字化转型平台的底层引擎,技术平台具备如下特性:

敏捷开发架构:提供SOA、 微服务等架构,支持互联网医疗、临床实验、健康管理、医保支付等系统开发。

云基础架构:运行在云环境中,提供弹性计算能力,兼容传统数据中心、公有云和私有云部署;支撑数字化转向平台的云部署,包括私有云和公有云部署;支撑Data as a Service和Process as a Service 等云接口服务。

提供各种新技术平台的搭建,例如分布式数据库、机器学习平台、大数据标记和分析系统等。

构建数据中台的技术,主要包括数据集成与交换引擎、临床数据仓库、数据即服务、数据安全管理、数据治理、大数据平台、机器学习平台等。

技术平台需要支撑传统系统向新系统过渡,兼容多种开发平台;平台需要能够外接外部的云上的资源,例如云上的机器学习平台,机器学习模型等。

DevOps使得各微服务都能自助式的部署更新,实现互联网部署等。

3.3 基于核心系统开发数字化转型平台的必要性

医疗数字化转型平台的开发可以以医院核心管理系统为基础,也可以以集成平台为基础。两种模式的优劣势如下:

以核心系统为基础开发数字化转型平台:

好处在于:

从需求出发,其数据中台和业务中台上的组件更贴切地满足医护工作者需求

能够有效地融合标准的规范临床指南、临床路径等

支持一线应用,更加符合医护工作者的使用习惯和要求

在平台上建设的新应用的束缚少,有利于新应用开发

更快地实现向新平台的迁移,促进医疗数字化转型

不足在于:

在系统迁移中,诊疗业务流程也需要调整,需要更多的培训和医护人员参与

需要规划好与集成平台以及原有基础架构的集成关系和迁移路线

以集成平台为基础开发数字化转型平台:

好处在于:

可以借助原有的CDR的数据,形成新的知识体系

可以借助CDR建设的经验,构建数据中台和业务中台

便于与各类应用系统的集成,以及与第三方平台的对接

不足在于:

离一线医护工作用户仍隔着一层应用系统开发,影响医护工作者用户个性化需求的满足,不利于充分支持一线医护工作者用户的操作体验

数据中台和业务中台的标准库需要与前台应用相互校验,增加系统开发的复杂性难以实现数字化转型的透彻性

IDC认为以医院核心管理系统为基础来构建数字化转型平台更具有可行性,不仅有利于形成更专业的临床系统,而且对于数字化转型平台的循环运行更加有利。因为在基于核心系统构建的数字化转型平台的循环中,一部分临床系统中的数据因为是使用了标准化的数据中台的数据,不仅可以直接基于数据中台支持核心系统和其他临床系统运行,而且也可以直接进入到大数据平台。只有少量数据才需要经过集成平台,完成传统的数据循环。所以,基于核心系统的数字化转型平台更代表未来趋势。数字化转型平台的数据循环如下图所示

图14-基于医院核心系统构建数字化转型平台

从发展趋势的角度看,未来的数字化转型平台将会逐步替代孤立的集成平台,真正实现大数据的实时应用,集成平台的功能将会弱化,因为新应用基于数字化转型平台开发,集成平台主要集成传统应用系统,随着传统应用系统所占比重减少,而新应用系统基于分布式数据库、大数据实时处理等功能,数字化转型平台将逐步成为医院信息系统的核心,也是完成了传统集成架构向基于新技术的中台架构的转型。

04 医疗数字化转型平台的作用‒推动医疗改革突破瓶颈,砥砺前行

基于中台思维构建的医疗数字化转型平台其构建的原理和构建方式,决定了该平台将在医院发展中既起到发展引擎的推动作用,又会使医院在新型医疗健康服务体系中承担核心枢纽的柱梁作用。

4.1 促进医疗规范化,提升医疗质量

三中台中的数据中台的标准化数据结构和业务中台的规范化诊疗流程以及临床指南的应用,使得系统所支撑的诊疗业务更加符合规范要求,医院的医疗质量水平得到有效保障。通过平台在运行中不断地循环升级,诊疗规范化水平和医疗质量将持续上升。

4.2 实现“互联网+”医疗线上线下一体化,高效助力医护工作者日常工作

基于三中台开发的互联网医疗系统成为医院核心系统的有机组成部分,其前台界面、后台数据库以及业务流程都与核心系统共用,患者现场就医和互联网就医的收诊、处方、开立检验检查等操作,医生在电脑的同一个界面上即可完成,而不再像过去一样既需要切换界面又需要在后台做系统集成。

另外,基于平台开发和运行的各类临床系统有标准结构数据的支撑,开处方、开医嘱等录入更便捷和更标准化,系统的操作界面的布局和界面的流转更加符合医疗流程规范,而且用药安全、辅助诊断、辅助治疗等信息也可在操作窗口界面自动显示出来,这使得医护工作者在系统操作中得心应手。

4.3 提升互联互通能力和电子病历应用水平

三中台的设计使得信息化能力突破瓶颈,数据中台的标准化数据结构和动态化数据分析处理能力,使得医院的数据在与外部医疗机构和区域医疗系统之间互联互通中无需做过多处理,技术中台的开放式架构使得互联互通的对接工作便捷快速。业务中台的诊疗规范化设计促使更多诊疗实现闭环,同时有数据中台的标准化结构数据支撑,使电子病历应用水平获得切实提高。

4.4 支撑医院开发和应用创新医学技术

平台支撑起新的技术应用,也支撑起创新医疗业务的开发,例如在三中台的合力作用下,互联网医院系统快速而完整地开发落地并运行。数据平台的标准数据结构和动态数据处理能力支撑健康医疗大数据和医疗人工智能技术从试用到实用,提高临床学科研究和治疗水平。

4.5 巩固医院在新型医疗健康服务体系的核心地位

医院在创新型医疗健康服务体系中处于枢纽的地位,新体系包含了众多的创新医疗健康服务模式,医院在这个不断扩张的体系中要保持核心地位的话,需要有集成各种新兴医疗业务模式的能力,有患者医疗大数据的管理和分析的能力,以及需要有整合各种医疗业务模式的能力,医疗数字化转型平台可成功支撑上述各项能力,这在传统的医院架构下是难以实现的,这使得医院具备了领导创新医疗健康服务体系能力。

05 数字化转型平台‒构建医疗生态体系

数字化转型平台采用更开放的技术架构,并以标准化数据结构和规范化医疗流程为基础,支撑医疗健康服务新体系的多元化发展,以及支撑多种医疗信息化产品和服务的共生协同,推动整个医疗健康生态的发展。

5.1 推动“三医联动”向深度和广度发展

以中台思维构建的医疗数字化转型平台,能够快速生成医疗服务闭环,完成预约、就诊、处方流转、检验检查报告推送、费用支付结算、药事服务等流程。业务中台可以以诊疗为中心,把产业链上下游相关服务的API进行集成,如药品配送、保险理赔等。医疗数字化转型平台可以针对不同的场景,用平台的标准组件组合并建立满足不同需求的互联网医疗服务,在“三医联动”方面加强合作的深度和广度。

5.2 推动医院院内诊疗服务与“互联网+”医疗服务的融合发展

基于平台开发和运行的互联网医疗系统,可推动医院院内诊疗服务与“互联网+”医疗服务的融合发展。如针对出院患者的术后延续护理、术后居家康复、院后随访、科研跟踪等,可以将院内和院外服务进行有效对接。医院信息系统无需再做额外的系统集成,对于患者而言院内院外的诊疗是一个无缝的医疗服务,对于医院来说,院内院外的诊疗服务也融为一体。

5.3 促进医院的各类技术提供商优势互补、合作共赢

对于医疗设备企业而言,其设备专属或自带的系统,可以更加快捷地融合到医疗信息系统中,并在设备使用过程中能够快速获得患者的临床数据,开展治疗,使得设备不是孤立的运行,设备的价值得到充分体现。

对于物联网企业而言,其物联网系统快速构建需要体现医疗业务的价值。例如,可穿戴心电设备的监测数据能够快速融入到临床系统中,从而根据患者的详细病历数据,进行诊疗决策,提高医疗效果。通过改变原来孤立运行的物联网系统,提升物联网系统的价值。类似的物联网系统还有很多,例如创新的护理设备、医疗机器人、康复机器人等,数字化转型平台能帮助这些企业快速接入到医院信息系统中。

总之,有了数字化转型平台的支持,医院的数字化系统和医疗设备不仅能快速集成,而且能充分交换、共享和运用患者的数据,优化治疗效果,使医疗信息技术服务商和医疗设备服务商能够专注于自身的服务领域,为患者提供更专业化的服务,提升整个生态的医疗价值。

5.4 推动医疗健康产业和生态的发展进步

综上所述,医疗数字化转型平台可以支持三医联动、院内和院外医疗健康服务的融合以及支持医疗设备和新兴技术的应用。除此之外,还可支持健康医疗大数据以云服务方式向更多机构提供服务,例如临床知识检索、专病病例分析、医疗质量分析、临床药物试验研究等服务。

以医疗数字化转型平台扩展的健康医疗大数据,可以支持跨机构的临床科研,支持社会上多种机构开展生命科学研究与开发、精准医学和药物的研发、生产和供应、健康险业务开发等业务。

图15-医疗数字化转型平台提升整个医疗健康生态的能力

06 医疗数字化转型平台的建设模式

如何建设系统,医院才能在新医疗健康服务体系中巩固核心位置,成为新医疗的领导者而非跟从者?

医疗数字化转型平台的构建,需要医院在组织形态、技术实践、文化和价值观等不同层面推动医院进行深层次的变革,进而实现医疗流程和新兴医疗健康模式的创新与重构。

通常情况下,医院构建数字化转型平台的模式有如下两种:

模式1:在现有的医院核心系统运行的前提下,引入数字化转型平台建设,分模块升级核心系统,同步完善医疗数字化转型平台;然后逐步替换核心系统的各个模块,直至全部完成升级,并协同运行,进而以数字化转型平台支撑开发新系统。这种逐步开展模式的风险比较小,逐步开展,但是费时较长,项目进展中需要克服干扰,保障项目执行完成。

模式2:建设数字化转型平台,并基于三中台构建全新的医院核心系统,整体替换现有的医院核心系统。这种模式要求数字化转型平台发展得比较成熟,已经建立起来基础性数据中台和业务中台,且数据中台和业务中台的数据和服务经过了实践,能够很好地支撑核心系统的运行。这种模式比较快,适合必须替换当前的新核心系统的医院。

图16-医疗数字化转型平台的建设路径模式

07 医疗数字化转型平台的先驱实践

医疗数字化转型平台已经在某些医院开始应用,并且收获了效益,获得了一线医护工作者的认可,这些建设经验可供医院管理者和医疗卫生管理者在制定信息系统架构升级策略中参考借鉴。其中山西省医科大学第二医院为了应对当前信息系统建设中面临的挑战以及面向未来发展的需求,已经部署数字化转型平台,在平台上构建集成平台和升级核心系统,取得了一定的收效;上海市儿童医院,该医院信息化建设和应用水平较高,为了在未来发展中持续保持在儿科疾病诊断和治疗中领先的地位,决定部署数字化转型平台,其部署模式是原有集成平台与新平台并存共建,然后计划逐步升级核心业务系统和拓展互联网医疗系统,是新平台构建的另一种模式。

两家医院以不同的模式部署医疗数字化转型平台,供读者参考,以选取适合自身医院的模式。

床数据仓库建设山西医科大学第二医院-部署数字化转型平台,基于平台升级核心系统和开展临

案例总结

两家医院以不同的模式部署医疗数字化转型平台,供读者参考,以选取适合自身医院的模式。

山西医科大学第二医院(简称“山医大二院”)经过二十年信息化建设,虽然已建立起基础性医疗信息系统,但仍面临系统数量过多、系统集成难度大、医疗数据不能有效利用的挑战,也不能满足面向未来的互联网医疗、人工智能系统等需求。为了应对上述挑战和满足未来需求,医院决定部署医疗数字化转型平台,卫宁健康的平台WiNEX对上述挑战和需求带来了全新的解决方案,经过医院优势临床科室的试用,该平台获得了医院信息科和医护人员一致的称赞。医院计划在未来半年内在全员部署实施WiNEX在全院部署实施,基于该平台升级医院核心管理系统,开展系统集成和临床仓库建设,建设互联网医院,开展人工智能应用,从而突出该医院集临床和科研于一体的优势,不仅保持在西北地区的领先优势,而且在全国医院排名中获得升位。

医院简介

山西医科大学第二医院创建于1919年,是一所集医疗、教学、科研、预防、保健、康复于一体的三级甲等医院,是山西省医疗服务、医学教育中心基地之一。医院包括有院本部、西院区和南院区共三个院区。医院编制床位2700张,设立临床医技和行政职能科室96个,临床教研室22个,研究所(室)3个,实验室19个。医院拥有高精尖医疗设备500余台件。医院现有在职人员3800人,其中 有博士学位者190人、硕士学位者807人;高级职称人员674人;享受国务院特殊津贴专家17名;山西省学术技术带头人31名。医院骨科、肾内科、风湿免疫科是国家临床重点建设专科。医院拥有山西省首家临床医学博士后科研工作站和临床医学院士工作站、山西省首家诺贝尔奖工作站、山西省首批国家药物临床试验机构、拥有山西省骨与关节疾病工程研究中心等数十个研究机构。

医院信息化发展概况和挑战

山医大二院一贯重视信息化建设,早从1996年开始建设信息系统,随着医院的高速发展,医院HIS、PACS、LIS、智慧医疗、远程医疗等系统相继建立,很好地支持了医院业务运行。截至2018年9月,医院逐步建设了五大数字化平台,即医疗流程数字化平台、医疗设备数字化平台、医疗服务数字化平台、医院管理数字化平台、医疗资源共享数字化平台。这些系统覆盖了医院 “医、教、研、人、财、物” 各方面,形成了从医疗到管理的整体数字化系统。全院铺设万兆光纤,覆盖8栋楼宇,拥有服务器70余台,交换机100余台,联网终端2000余台。

医院的信息化虽然迅猛发展,但在面临新的发展需求时,也遇到了一些挑战和问题,主要的挑战如下:

系统纷杂,系统之间集成难度越来越大

系统运维和升级难度大、复杂性高、安全性低

医院核心管理系统一体化程度低,医护工作者操作不方便

缺乏集成化的临床数据仓库,对于临床、科研和医院管理的支持力度不足

医院的信息系统架构分散,对于支撑省级的远程医疗的专业性有待提升

未来信息化发展的需求

山医大二院除了面临上述挑战之外,也面临一些新的信息化建设需求,而传统的信息系统架构也难以支持新系统的开发和运行。主要的需求如下:

建设互联网医院,开展互联网医疗业务,不仅仅是开展互联网预约、交费等业务,而且开展互联网处方、医保支付以及互联网管理检验检查等业务,形成互联网医疗闭环。

医院精细化管理,把数据利用起来,挖掘数据背后深层次的成因,并用于医院优化管理和提高诊疗水平,以及降低成本,提高效益。

从过去医疗流程的信息化,到开展医疗数字化转型,为更好地开展创新的医疗服务,提高疾病诊断和治疗水平。

把医院中的二十多个医学实验室综合管理起来,把科研数据和临床数据加以融合,展开数据分析和挖掘,支持临床科研。依托5G开展创新医疗业务,例如院前急救与院内急救集成,开展更紧密的远程医疗、远程手术等业务。

这些新的需求也在促使医院升级信息系统架构。

解决方案

2019年底,山医大二院开始部署了卫宁健康的医疗数字化转型平台产品WiNEX,在医院优势的科室骨科门诊试点部署卫宁健康的中台系统,包括数据中台、诊疗规范、知识库的应用。取得主要的收益如下:

系统操作功能丰富灵活,医生在一个同屏幕上可以看到患者的检验检查、主诉等数据,以及系统推荐的诊断和治疗意见,在该屏幕上也可以开处方、开检验检查等,改善了医生操作的便捷性,提高了工作效率。

建立基础的数据中台,数据中台上包括有患者基本信息域、处方域、检验检查域、医嘱域等,用来维护基础数据,门诊系统和住院系统都可调用这些域的基础数据。例如当收费域的数据调整之后,门诊和住院系统中费用数据能实现同步,而不需要像原来那样分别在门诊和住院系统中修改费用数据。

支持临床指南规范,例如骨科门诊中,系统可以根据患者的诸如发热、红肿等症状给予提示,帮助医生进行疾病诊疗,以及提示需要做的检验检查等。

中台类似于集成平台,但不仅能够形成标准格式数据的病历,而且支持应用系统的开发。

山医大二院的上述应用取得了良好的效果,获得了医生和护士的认可,信息科也给予充分的肯定。医院计划在未来半年中,将该系统部署到更多的科室;同步开展集成平台建设,在未来一年中,依托该数字化转型平台,建立数据仓库。通过部署数字化转型平台,支持医院互联互通评级和电子病历应用水平测评,支持临床和科研,支持医院在国内排名中升位。

上海市儿童医院-从一体化架构升级到数字化转型平台

案例总结

上海市儿童医院信息化建设相对较完备,但是对于大数据、人工智能、物联网、5G等新兴技术进一步支持临床和科研的新需求在未来的发展中,当前的系统架构可能会遇到新的瓶颈。为了提升能力,医院会逐步更替和引入新的技术架构,在当前技术架构的基础上考虑升级新的数字化转型的新平台架构,支撑医院进一步开展医疗大数据、人工智能的临床研究与应用,提升医院的疾病诊断和治疗水平,支持与国内和国际儿童疾病诊治的资源集成,持续保持儿童医院在中国儿科疾病诊疗中的领先优势。

医院简介

上海市儿童医院是一所集医疗、保健、教学、科研、康复于一体的三级甲等儿童医院,创建于1937年,是我国第一家专科儿童医院。医院有两个院区,现有员工1600余人,2019年度门诊量265.81万人次,年住院病人5.27万人次,住院手术量3.93万人次。

医院学科齐全,设有24个临床专科,拥有中国工程院院士1名、博士生导师15名、硕士生导师41名,拥有高级职称专家百余名。医院建立有多个研究中心,在儿童遗传病的基因检测领域居国内领先地位。与美国、加拿大、俄罗斯、日本、新加坡、韩国、英国等国的医疗机构建立了紧密的合作关系。承担了国家“863”、“973”重点攻关项目、国家重大专项课题项目等,近50次荣获国家、部委和上海市的重大成果奖励。

医院信息化简介

医院信息化从2000前后快速起步,在“十二五”期间,医院信息化建设在门诊智慧就医服务、电子病历建设、信息集成共享平台和临床决策的辅助与支持等各方面取得了很大进展,信息化建设覆盖了医院的患者、临床、管理、科研等方方面面,完成了微信公众平台、掌上医院App的建设。

从2014年开始,医院发展“一个平台、两大数据中心、六类业务应用”的综合性业务信息系统,包括如下几个方面:

一个平台:医院信息平台(即集成平台)主要包括医院信息平台交换层、资源层和服务层,主要服务于医院信息系统应用整合的需求,还接入外部的公共卫生系统、医保系统、疾控系统等。

两大数据中心:一是临床数据中心,主要以患者为中心包含患者所有重要的临床数据,可集成院内各科室级临床信息系统(如医嘱、病历、检验、心电、超声、病理等);二是运营数据中心,以病人为主索引,如科室、岗位、人员、设备、财务等,为辅助决策支持、全成本核算和综合绩效评价等系统提供服务。

六类业务应用:包括临床服务系统、临床医技支持系统、患者服务系统、运营管理系统、医疗管理系统和决策分析系统。

医院信息化面向未来发展的需求

上海市儿童医院面向未来的智慧医院建设方向是更好地借助现有的信息化基础,发挥出人工智能、大数据等新技术的价值。这要求医院具有专业性更强的临床系统,应用度更深的信息系统,更加紧密的系统部署,更加突出医护工作者的个性化需求,以及更高的智能化水平。

当前医院信息系统在能力、数量、响应速度、医疗IT人员配备、信息化投入等方面对满足上述需求提出了更高的要求,伴随着进一步的发展将面临如下的需求:

支持新兴技术在医疗领域的开发和应用:例如物联网技术、机器人技术等

互联网医疗开发和应用:院外线上医疗和院内线下医疗流程需要做进一步紧密整合,以及开展基于场景的5G通讯应用

基础架构升级:部分建立云计算环境,建立计算资源和安全资源的快速部署能力和数据安全合规前提下的共享交换能力

人工智能开发和应用:解决医疗数据共享的合规性、医患隐私保护的合法性、信息对接的标准性等方面的问题,实现跨院、跨区域、跨领域(如专病联合医疗中心)的数据共享与交换,提高人工智能等新技术在专业性、可靠性、准确性和适用性。

解决方案

上海市儿童医院针对上述需求,经过系统分析研究,考虑构建中台思维构建的数字化转型平台作为解决上述问题的方法之一,以“一个平台”(也即集成平台)+当前的智慧医疗应用(互联网医疗)为基础,并在新系统开发和运行中逐步过渡到中台模式的数字化转型平台作为一个考虑方向。通过数字化转型平台,医院重点实现如下的目标:

支持互联网医疗突破医院围墙,在更广更深程度上实现闭环,即通过技术中台支持,融合业务中台和数据中台的流程和标准数据,集成物联网应用和互联网医疗应用,使得互联网医疗中的各环节数据能够融入到病历数据和大数据中,支持临床和科研。

支持人工智能的开发和应用,通过数字化转型平台中的循环建设,积累和优化临床数据,支持医生及医护人员参与到人工智能的开发实践中,使人工智能获得实践价值。

支持医院与外部展开更多的合作,通过对接外部系统,实现数据清洗和标准化,供本医院临床和科研使用;并将儿童医院的数据或者人工智能等应用推广到外部医疗机构应用,为儿科疾病诊治做出贡献。

支持医院的基础架构实现弹性扩容,将未来核心系统、临床数据仓库等借助中台调度基础架构的算力需求、网速需求、存储需求等,实现计算能力的提升,满足系统运行需求。

通过建立及循环优化,吸引医护人员参加,通过信息化团队与医护人员相互协作,促进人才队伍技能的升级。

上海市儿童医院选择发展医疗数字化转型平台也是新平台构建的一种重要模式,即原有集成平台与新平台并存共建,拓展互联网医疗系统,逐步升级核心业务系统。

08 未来展望

以中台思维构建的医疗数字化转型平台的建设将发展成一种潮流,成为继医院核心系统建设之后的又一个医疗信息化的主流系统。医疗数字化转型平台的作用和价值正得到越来越多医院领导者的认可,目前已经有一些医院开始建设和使用数字化转型平台,根据IDC调研,有16%的三级医院已经开始着手建设数字化转型平台,有28%的三级医院计划在未来一年中规划数字化转型平台。其他的医院也均计划在未来两到三年中规划建设数字化转型平台,而只有2%的医院还没有考虑。

以中台思维来构建的医疗数字化转型平台对于医疗信息化的发展将是一个跨越式升级,该平台将解决当前传统医疗系统升级和新兴医疗系统建设中难以形成合力的局面,提高平台作为一个架构来提升医院核心系统的能力、承载新兴信息化技术应用,并且使核心系统与新兴系统有机组合,跳出传统医疗IT架构的束缚,突破过去医疗信息化架构的瓶颈,实现从“赋能”价值到“转型”的价值。

医疗数字化转型平台作为一种新事物,将会在发展中不断完善,其价值也将逐步焕发出来。医疗数字化转型平台的内容和架构将会逐渐丰富,形成新的医疗技能。数据中台和业务中台逐步建立医疗行业的标准知识库,并且通过大数据和机器学习等形成新的知识,用于临床应用系统和创新医疗应用系统的开发和升级;而新系统的运行将促使数据中台和业务中台优化升级,促使平台形成一种良性循环,促进各个数字化转型平台和临床医疗系统的应用价值螺旋式上升。

医疗数字化转型平台发展中,将逐步充分利用新兴信息化技术的优势,例如云计算、人工智能、大数据、物联网等技术优势,使医护工作者和医院管理者获得新的生产力,在整个社会发展中取得领先。

医疗数字化转型平台将成为支撑智慧医院成为社会卫生服务网络的核心节点,促进医疗数字化转型加速发展,医疗数字化转型平台则成为支撑中国特色创新型医疗健康服务体系的枢纽和引擎,推动各类新兴医疗建设,促进临床系统建设和升级,加快健康中国目标实现。

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