刘东
作者刘东2020-11-23 14:50
it技术咨询顾问, 东软集团

医院信息化发展及技术演进路线

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今年是医疗行业 “ 十三五 ” 规划的收官之年,也是 “ 十四五 ” 规划的开启之年。对于大型三甲医院来说, 正在面临大的变革趋势。以科学发展、精细化运营管控、提升诊疗服务能力、提高患者满意度为契机;以患者为中心、全面构建智慧医院、提升医院信息智能化水平已经迫在眉睫。各大医院都在积极备战 “ 十四五 ” 规划,打好生存发展之战。

回顾 30 年来医院信息化的发展历程,我国医院信息化建设经历了从 单机业务系统阶段到全院信息化管理系统;从以门诊、财务和药品管理为中心到以患者为中心的信息化建设;从医院内部信息化到区域卫生信息化再到远程医疗、移动医疗和互联网云医疗等产业链的全面发展。中国医院的信息化建设已经发生了天翻地覆的变化。

虽然目前我国的医疗信息化水平与发达国家相比还存在一定差距,但是在个别关键的技术领域上已经超越甚至是领先发达国家的技术水平。特别是在今年 年初新冠肺炎疫情爆发以来 ,我国的医院 信息化系统在新冠病毒的疾病诊断与治疗以及在疫情防控方面发挥了巨大的作用。例如智能 AI 技术辅助判断和决策新冠肺炎,避免院内交叉感染的室内导诊机器人,基于大数据的疫情防控系统等等。而且 目前我国新冠疫苗研发生产方面也走在世界走前列。全球有 9 种新冠疫苗进入三期临床试验阶段,中国就占 5 种。以上这些充分证明了我国医院信息化和医疗水平的能力。从 “ 十二五 ” 医疗改革加快实施到 “ 十三五 ” 以治病为中心向以人民健康为中心转变, 医院的信息化建设功不可没,人民的健康水平也随之逐步提高。

目前几乎所有的医院开展医疗活动都离不开信息化的建设和支持,如果没有了信息化,医院的业务可能都无法开展下去。医院信息化的发展主要通过三个阶段进行演进,分别是 医院管理信息化阶段、临床管理信息化阶段和医疗智慧化三个阶段。从基础架构上看,每个不同的阶段都有不同的技术路线和特点。

主要的技术演进路线如下:

一、在管理信息化阶段,主要是HIS系统建设为主,实现对医院挂号、收费、出入院、药品和收费的管理。

HIS 系统早期的建设主要以单机系统为主。几台 PC 机就可以组建全院的信息化系统,操作系统主要以 DOS/Windows+ 单机数据库为主,相对比较简单。后来随着医院信息化和 IT 技术的不断发展,开始大规模采购服务器和存储设备,组建“竖井式”的 IT 基础架构。每次上线新的管理业务系统都会单独采购一套,而且各个业务系统之间在硬件上相对比较独立,无法进行资源共享或者进行拆分,采购成本都比较高。在运维和管理方面,需要医院组建信息中心并指派有专业技术的人员进行运维和管理。由于医院管理系统不多,所以各个业务系统之间并没有什么标准数据和接口,独立性比较强。这种基础架构的优点是可以非常好的满足医院当下的管理业务系统需求。在数据交互方式上,主要是以关系型数据库 +C/S 架构为主,关系数据库相对于之前的单机版数据库,在数据一致性、规模性和管理等方面有了显著的提高,被大规模的采用。而且医院 HIS 管理系统通常比较复杂和庞大,模块数量比较多,如果采用 B/S 架构,在响应程度上会稍差一些。因为当时医院的服务器普遍性能不高,安全性也比较差,网络数据传输也比较慢,难以实现部分数据交互上的要求,在应对复杂的 HIS 应用上有一定的困难。而且这种关系型数据库 +C/S 的架构也是现在不少医院主流管理业务系统的部署模式。在医院业务系统不多的情况下这种基础架构还算不错,而且目前仍有不少医院还在一直延用这种技术架构。

二、在临床管理信息化阶段,体现的是以患者为中心的业务系统。主要包括电子病历( EMR )、影像系统( PACS )、化验系统( LIS )和手麻系统等等。

在这一阶段,云计算和大数据等技术被广泛的应用。云计算帮助医院实现了基础设施的整合和利用,提高了系统资源的利用率,可以将全院的信息化系统部署在一套私有云系统里。不但避免了“竖井式”的 IT 基础架构,同时也减少了医院信息中心技术人员的运维和管理的工作量。大数据技术的应用可以实现医院信息系统的辅助决策,提高医生的工作效率和降低医院的运营成本。在应用大数据技术时,基础设施的建设也同步和云计算结合了起来,例如用于影像分析的分布式存储系统,大数据的分布式数据库和分布式计算框架,这些都是基于云模式进行构建的基础设施架构。在数据交互方式上,也发生了一些转变,不再是以关系型数据库 +C/S 架构为主。在临床管理信息化阶段更多的是 B/S 架构 + 关系型数据库或分布式数据库为主。因为临床管理信息化阶段基于云计算的应用比较多,对于灵活性要求比较高,而 C/S 模式灵活性比较差。而且在新的云计算架构下,已经解决了早期管理系统的基础设施问题,可提供稳定灵活的运行环境。在这个阶段,医院的信息系统架构出现了以 C/S 和 B/S 架构混合应用的特点,用以满足医院不同业务系统的需求。

三、医疗智慧化阶段。随着医院信息化系统建设的不断完善,医疗系统也变得更加智能。在这一阶段,医院的数据通过集成和CDR等平台实现了整合、标准化处理和互联互通。人工智能技术的应用将医院的信息化变成智能化。数据的共享进一步提升区域医疗系统之间的信息化水平,有效解决了患者看病难和看病贵等问题,显著的提高了人民健康生活水平。

医疗智慧化要求医院信息系统具备 快速响应的能力,具备更强大的灵活性。同时要让患者参与整个诊疗过程,充分利用物联网、人工智能、云计算和大数据等技术和医院信息化高度融合,发挥智慧医院的优势,让整个诊疗过程更准确、更便捷和更高效,不断推动医院信息化向智能化的方向发展。

2019 年 3 月,国家卫健委发布了《医院智慧服务分级评估标准体系》,明确对医院应用信息化为患者提供智慧服务的功能和患者感受到的效果进行分级评估。最高级是 5 级“要求 患者在一定区域内的医院、基层医疗机构以及居家产生的医疗健康信息能够互联互通,医院能够联合其他医疗机构,为患者提供全生命周期、精准化的智慧医疗健康服务 ” 。 从这个标准体系中,我们可以看到,未来医院的信息化建设一定是向着改善患者就医体验,加强患者信息互联共享,提升医疗服务智慧化水平的目标进行前进的。

但是目前大部分医院的信息化建设能力还严重滞后,普遍存在信息化孤岛、业务互通和信息共享不足等严重问题。例如门诊、住院诊疗信息无法有效共享、联动和流程问题。医疗与护理协同,医疗与医技,医疗与手术,护理与药房、急诊与门诊等存在诸多的信息共享和业务协同问题。医院诊疗数据信息无法进行有效的整合,没有围绕临床进行业务的有效整合,大数据和 AI 技术由于基础数据原因无法得到有效利用,难以提升医生和护士的工作效率,影响患者就医体验。

为了进一步提升医院的智慧化能力,需要对信息化系统进行演进,主要分为以下三种演进建设模式:

1 、以集成平台为主的建设模式

2 、一体化建设模式

3 、以 HIS 系统升级改造为主的建设模式

模式一是对信息集成平台进行升级改造,实现数据标准化整合,丰富基于信息集成平台的各类信息应用,提升患者主索引和电子病历等方面的数据整合等。模式二是对全院信息系统进行统一改造,以互联互通成熟度评测为基础,从 HIS 、 LIS 、 PACS 、临床系统、决策系统和诊疗平台等进行全面改造,实现全院信息共享。模式三是仅针对核心 HIS 系统进行升级改造,然后在逐步完成集成平台和全院一体化的建设模式,这也是目前大多数医院首选的升级改造模式之一。

HIS 系统是一个覆盖医院所有业务和业务全过程的信息管理系统,是医院信息化的核心和基础。传统的 HIS 系统已经不能满足智慧医院的建设要求,需要以智慧医院建设为目标,重新进行设计和规划,对数据质量、业务流程和系统互联互通等方面进行系统化整改。同时,在 IT 基础架构方面也需要进行重新规划和建设,与升级改造后的 HIS 系统相匹配。首先,需要针对数据大集中和互联互通的要求实现对计算、存储和网络资源的统一管理和利用并且具备一定的安全保护能力,按照国家标准要求需要实现容灾、加密和身份认证授权等能力。其次,在网络建设上要满足大规模医学影像和数据的传输并具备无线、物联网和 5G 接入的能力。最后,在应用系统架构上,除了传统的技术路线,还应考虑数据中台、业务中台和技术中台的建设。

数据中台主要实现数据的标准化和构建数据服务能力。 传统基于“竖井式”系统建设方式,使得相关领域的数据分布在不同的系统中,如果将相关业务领域在业务和数据层面做融合,这样既能将业务的数据在系统运行中就进行很好的规整和沉淀,并且每个服务中心提供的数据均是质量非常高的业务数据。

业务中台主要基于 SOA 架构为医院业务系统提供服务, 这些服务在医院智慧业务发展的过程中可以持续的演进、功能逐步完善和增强,最终变为医院在该领域最专业的 IT 资产,快速的响应业务,更好的支持智慧业务创新。

技术中台主要包括微服务、容器、分布式存储和 AI 等新兴技术。微服务和容器技术的结合使用可以将医院的业务进行拆分,进行“组件化和服务化”处理,单个系统可以被拆分成多个可以独立开发、设计、部署运行的应用模块,通过服务化完成交互和集成。分布式存储可以提供灵活的云资源存储环境,智能 AI 技术包括图像和语音识别等技术,可以在医学辅助决策数据分析时提供强有力的技术支撑。

四、小结

引用 IDC 的一组数据:“ 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。全国有 96% 的三级医院受疫情启发制定了信息化升级计划。此次疫情促使医院信息化建设实现跨越式发展。 IDC 预计,未来医疗信息化转型中,医疗服务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。”

在不久的将来,医院内部的各类信息系统都将做出调整,以适应新兴技术在疾病诊断与治疗中应用的需求。

1 、以智慧医院为代表的信息化建设是未来医院的发展方向。受疫情、人工智能和 5G 等多种因素的影像,医院的信息系统特别是 HIS 将迎来重大更新和升级,基于国家卫健委《 医院智慧服务分级评估标准体系 》,将持续推动医疗智慧化发展。

2 、医院的信息发展除了政策性驱动,更多的医院自身驱动性因素明显增加。各大医院为了更好为了患者提供服务,响应国家 “ 十三五 ” 期间以治病为中心向以人民健康为中心转变,不断开展智慧医院建设,提升患者就医体验。

3 、医院信息化数据全面实现互联互通。医院信息互联互通是建设智慧医院的基础,只有实现患者在一定区域内的医院、基层医疗机构以及居家产生的医疗健康信息能够互联互通,才可以为患者提供更好的医疗服务。例如远程医疗、移动医疗和互联网医院等都可以让患者便利的享受 医疗服务,还可以降低疫情期间的感染风险 。围绕以患者为中心的理念,从核心业务系统开始,对核心系统进行演进和建设并实现全院业务一体化。

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