第11章 IT 新技术与医院信息化.pdf

1、86 中国医院信息化发展研究报告 2008-2013 第 11 章 IT 新技术与医院信息化 一、 IT 新技术助推医院信息化新发展 IT 技术在信息化发展过程中一直是最为活跃的 因素，它不仅是信息化的支撑工具和手段，也是推动 业务和管理模式变革的重要因素。在过去 5 年里，以 虚拟化、云计算、大数据、物联网和移动应用等为代 表的 IT 新技术快速发展，构成了 IT 技术发展的“主 旋律”。这些新技术不仅在 IT 界掀起一波技术潮，在 医疗行业也得到了广泛重视与响应，带动了国内医疗 行业新的应用领域，为我国医疗行业信息化发展提供 了新的契机。 在虚拟化领域，医院可以应用虚拟化技术降低 IT 的

2、复杂性和成本，保护现有 IT 投资。国内医院信息系 统规模范围的不断扩展，不断增长的服务器、存储和 终端数量使维护量日益增长，机房及基础设施压力日 益增大，系统可靠性保障及升级难度也日益加大。通 过服务器、存储设备、桌面终端的虚拟化，减少设备 数量，可以为医院节约信息系统保障维护费用。 云计算是信息技术新一轮革命，根据国外医院使 用云技术的经验，医院通过优化应用程序和其他资源 在私有云中的分布和管理，有可能将其 IT 总开支降低 25% 甚至更多。国内快速发展的基层医疗机构信息化 和区域卫生信息化对 IT 资源的集中式、集约化管理提 出了新需求，云计算模式恰好提供了集中部署和资源 共享的支持。

3、一些医院的 CIO 也开始关注在医院内部 采用适当的云计算技术。 物联网强调的传感加网络的应用模式，契合了医 院 “数字化” 的发展趋势。 在医院的医疗、 保障工作中， “人” 与 “物” 的标识、 识别、 感知、 采集需求无处不在。 患者生命体征信息的自动感知测量、各类型医疗设备 的联机数据采集可以大大提高医疗工作效率，改进医 疗工作模式；药物、材料的标识与追踪可以有效提高 保障的准确性，降低各种差错。 移动计算技术的发展，为医疗服务和医疗工作模 式的优化变革提供了一种有效方法，得到了医疗行业 的高度重视。在不少医院内部通过移动设备，可实现 临床业务的闭环管理，减少医疗差错。在医院外部， 可

4、通过智能手机客户端等移动终端，提供各类就诊服 务和健康管理服务。 在大数据领域，根据麦肯锡的一份报告显示，医 疗保健领域如果能够充分有效地利用大数据资源，沿 着“正确的生活、正确的医疗、正确的医疗服务者、 正确的价值、正确的创新”5 个关键路径改进，美国 的医疗机构和消费者便可节省 3000-4500 亿美元的费 用。这一判断高度评价了数据的价值。国内医院信息 系统经过多年发展特别是电子病历的发展，普遍积累 了大量的业务数据。无论是临床科研、医院管理乃至 政府监管都非常希望充分挖掘数据的价值。这些数据 由于量大、结构复杂，希望大数据技术能派上用场。 二、 IT 新技术在医院的应用程度 （一）H

5、IT 技术应用进展情况 根据 CHIMA 发布的中国医院信息化状况调查报 告，我们选取 2009/2010 年度与 2012/2013 年度报告 中部分 IT 新技术在调查医院中的应用比例做一对比 （表 11-1）。 表 11-1 IT 新技术应用情况 从表中数据对比可见，虚拟化、云计算在过去的 5 年中在医院开始应用，条形码、无线网络、移动终 端等技术在医院的应用呈快速发展趋势。 （二） HIT 新技术应用成熟度 自 1995 年开始，Gartner 公司每年针对不同领域White Paper on Chinas Hospital Information Systems 87 IT 新技术的

6、发展趋势，发表了一系列评价和预测研究 报告， 该类报告使用了 Hype Cycle （技术成熟度曲线） 的图形描述方法，将技术发展分为具有五期的曲线。 1. 技术触发期（technology trigger） 在应用或 技术方面产生某种突破，这种突破开始吸引行业内部 的关注，并对相关领域产生影响。 2. 期 望 膨 胀 期（peak of inflated expectations） 这个阶段，某种技术或应用被赋予了过于狂热和不切 实际的期待，一部分的成功应用者大力鼓吹，但大部 分的实施都是失败的。 3. 幻灭低潮期（trough of disillusionment） 因为 某项技术并没有像

7、期待的那么成功，于是开始渐渐淡 出人们的视线，媒体也渐渐失去兴趣而不再关注，但 是仍会有一小部分冷静清醒的人在继续努力。 4. 理解上升期（slope of enlightenment） 通过进 行扎实且大量的实践工作，逐步对此项技术或应用的 适用性、优越性以及风险都有了充分和正确的了解， 技术逐渐走向成熟。 5. 成熟期（plateau of productivity） 客观世界 已经对这项技术带来的好处充分地肯定和接受。辅助 工具和发法学逐步发展，融入到技术的第二代甚至第 三代的版本中。 这个阶段最后的受关注程度的高低 （也 就是纵轴的高低） ， 基本上取决于市场推广的成功与否。 达到这个

8、阶段的，应该有大约 30% 的相关客户都已经 实施了或正在实施此项技术或应用。 中国 HIT 的发展总趋势应该与国际发展一致。但 是， 由于与发达国家在技术发展及应用理念上的差距， 这些新技术的成熟度和成熟周期不会完全相同。仿照 Gartner 公司的方法，我们尝试做了中国 HIT 的成熟 度曲线，见图 11-1。 三、重点 IT 新技术的医疗行业应用 （一）云计算 云计算是当前非常热门的一项技术，是基于互 联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及 通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资 源，云计算是分布式计算（distributed computing）、 并 行 计 算（par

9、allel computing）、 效 用 计 算（utility computing）、网络存储（network attached storage）、 虚拟化（virtualization）、负载均衡（load balancing） 等传统计算机和网络技术发展融合的产物。 11 图 11-1 2013 年中国医疗卫生信息技术应用成熟度曲线88 中国医院信息化发展研究报告 2008-2013 基于云计算的低成本共享平台采用集中的系统构 建，较之传统的建设模式有着明显的优势，它可以托 管多种不同的应用，根据需要动态地部署、配置及回 收计算机资源，实时监控资源使用情况，给广大的前 端用户提供共享的

10、计算资源和服务，在需要时重新平 衡资源分配，解决了建设独立系统投资分散，维护成 本高，建设周期长以及信息准确、可靠性低等一系列 问题。 国内关于“医疗云”的概念一提出便受到了极大 的关注，目前国内南京军区“医云工程”已经在解放 军第 454 医院进行实践并取得初步成果，建成了基于 云计算的数字化医院信息基础设施平台，完成了 20 个 业务信息系统的实施上线工作。除了军队医院对云计 算技术的尝试外，国内一些大医院也在尝试建设医疗 云，特别是随着医联体、集团医院等发展，云计算技 术越来越受到公立医院的关注。 （二）大数据分析 大数据（big data），指的是所涉及的资料量规模 巨大到无法透过目前

11、主流软件工具，在合理时间内达 到采集、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策 信息的目的。 大数据的意义不在于掌握海量的数据， 而是通过数据挖掘等手段对其进行专业的分析来实现 数据的“增值”。 医疗行业中大数据不仅量大且繁杂，其中蕴含的 信息价值也是丰富多样。医院积累的数据包括患者的 电子病历数据、就诊活动数据、费用数据、医疗物资 消耗数据等，其中电子病历数据又包含了结构化的医 疗记录、非结构化的病历记录以及影像学数据。这些 数据均蕴含有用的价值， 对其进行有效的存储、 处理、 查询和分析，可以辅助临床医生做出更为科学和准确 的诊断和用药决策，或帮助医院根据患者潜在需求开 发全新个性化服务及自

12、动服务，甚至于帮助相关研究 机构突破医疗方法和药物革新，或支持地区甚至全国 医疗行业主管部门优化医疗资源及服务配置。但是， 要对大量的病历文件、图像数据进行快速、深入、智 能化分析，直接得到有价值的结论信息，目前在技术 上还有很大的困难。而对于大量常规的统计分析大数 据技术又难有用武之地。因此，真正的大数据技术在 医疗卫生行业特别医院领域应用才处于萌芽状态。目White Paper on Chinas Hospital Information Systems 89 前有上海市初步尝试利用大数据技术对区域共享的电 子病历数据进行患者服务的案例。 借着大数据概念的东风，基于传统的数据分析和 BI

13、技术，对于医院已经积累的业务数据的分析利用， 呈现出蓬勃发展的势头。这些应用主要包括：基于临 床结构化和非结构化数据面向科研的数据检索分析， 面向综合绩效考评的业务数据融合与分析利用，面向 管理辅助决策的数据挖掘与 BI 应用等。目前，这些应 用尝试在一些信息化先锋医院已经取得了较好的效果。 （三）虚拟化技术 伴随医院信息化的发展，医院建立的各类信息系 统的数量越来越多。各类系统压力不均，部分关键系 统业务高峰期运行风险较大，很容易造成业务阻塞； 各个系统资源之间互为孤岛，资源固定，投资时每个 系统都要预留足够的资源，造成占用资源大，设备利 用率低；而备份系统建设投资大，备份端设备资源绝 大部

14、分时间空置， 又不能配置作为生产， 造成资源浪费 ； 越来越多的设备导致保障维护压力大。 虚拟化技术是指把硬件资源抽象化，系统运行在 虚拟的硬件上而不是真实的基础上。虚拟化既包括把 单一物理资源虚拟为多个逻辑表示，也包括把多个物 理资源虚拟为单个逻辑表示。常用的虚拟化包括服务 器虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化等。把医院内部 的 HIS、PACS、OA 等多个系统建立在虚拟化环境上， 做到资源共享，建立新的资源规划使用模式，节约资 源，降低投资，并且通过集中化管理，减少机房占用、 电力空调等占用以及人员维护压力，最终提高资源的 利用效率和医疗信息系统的运维能力。 根据 CHIMA2012-201

15、3 调查报告显示，在接受 调查的医院中虚拟化技术的应用率已达到 10.59%，其 中三级医院的应用率更达到了 18.33%。 （四）物联网 物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是通 过二维码识别读取设备、射频识别（RFID）装置、红 外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设 备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进 行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理的一种网络。 狭义上，医院内部应用 RFID、条形码技术的人 与物的感知应用属于典型的物联网应用。广义上，医 院内部有关患者生命体征信息的感知与采集、检验检 查设备数据的自动采集等应用都属于物联网应用的范 畴

16、。如此来看，物联网技术在医疗领域的应用范围及 潜力巨大。它的应用能够帮助医院实现对人的智能化 医疗和对物的智能化管理工作，支持医院内部医疗信 息、设备信息、药品信息、人员信息、管理信息的数 字化采集、处理、储存、传输与共享，能够实现医疗 模式、管理模式的创新发展。 过去的几年，随着临床信息系统的发展，监护数 据、 心电数据的联机自动采集在一部分医院得到应用， 1190 中国医院信息化发展研究报告 2008-2013 与无线局域网络相结合，改变了医院传统的心电监护 和心电图检查诊断的工作模式。患者条形码腕带在部 分医院开始应用，自动摆药机在医院应用逐步增长， 床旁患者的自动识别和药物信息的自动核

17、对在少部分 大型医院得到初步应用。部分医院实现了高值耗材条 形码标识和全流程追踪。消毒供应室消毒包的追踪、 医疗设备位置追踪、医疗垃圾运输路径的追踪成为 RFID 应用的新模式。采用有源 RFID 腕带实现新生 儿防盗系统在部分医院的产科病房得到应用。但总体 上，RFID 电子标签因应用成本较高等问题，阻碍了 其大规模应用。在医院外部，各种穿戴式生命体征传 感器产品和居家健康监测系统发展迅速。据艾媒咨询 （iiMedia Research）数据显示，2012 年中国可穿戴便 携移动医疗设备市场规模达到 4.2 亿元，预计到 2015 年这一市场规模将超过 10 亿元。但总体上，院外健康 监测服

18、务的商业模式和市场尚未形成，未来仍会是发 展的热点。 （五）移动医疗 移动医疗的支持技术包括无线网络和终端设备， 在过去的几年中保持了快速发展的势头。无线 WiFi 的 速率持续提高，3G 通信成熟应用、4G 通信开始换代； 以 iPad 为代表的各类 PAD 新品纷呈，智能手机功能 越来越强；各类便携式生命体征采集装置越来越多、 体积越来越小。 医院医师查房、护士床旁治疗护理、药师配药等 工作具有很强的移动性，传统的有线网络布线繁琐， 移动困难，无法充分满足这些业务的信息化需求，无 线网络及移动终端技术为此提供了良好的解决方案。 医院外部，依托电信运营商的广域无线网和广为普及 的智能手机终端

19、， 可以为医院与民众之间建立起沟通、 服务的桥梁。目前医院内部的移动应用以移动护理、 移动查房、门诊输液管理、药品和物品盘点等为主， 在技术形态上，除了之前的以 PDA 为主的移动护理 应用之外，近几年出现了基于 iPad、安卓系统的各类 PAD 开发的移动电子病历和移动护理应用，基于移动 推车的系统也有发展。据 CHIMA2012-2013 年度调 查报告，三级医院应用无线网络技术的占 43.13%，采 用 PDA（手持设备）和平板电脑的分别占 20.22% 和 10.51%。虽然应用比例还不算高，但上述三个指标与 2010 年的 26.52%、 9.15%、 9.45% 相比， 有了显著的

20、发展。 在医院外部，各类面向民众的移动医疗应用形式 层出不穷。 有方便患者就诊的手机挂号、 手机结果查询 ； 有与医师进行沟通咨询的“掌上医生”；有面向普通 民众的健康教育和健康管理；有面向慢性病患者的移 动监护。上述应用虽然形式多样，但整体上处于探索 阶段，大规模市场并未形成。 （六）语音识别 语音识别技术是让机器通过识别和理解把语音信 号转变为相应的文本或者命令的技术。相对于键盘输 入，语音识别更符合人的日常习惯，也更加高效。 医院的医疗工作有许多更适合采用语音记录的场 合， 如超声、 放射、 病理检查的报告描述和病历记录等。 在这些场合如果采用语音识别技术，将能大大提高医 师的工作效率。

21、 美国等国家医院在语音识别技术应用方面走在前 面，这部分是因为其医师口述的工作传统，部分是因 为他们在英语医疗专用语音识别技术的研究方面有较 多投入。国内中文语音识别已有一定基础，在一些消 费类产品中也有应用，但在针对医疗专门术语识别的 研究以及与临床信息系统的结合方面较为欠缺，目前 鲜有应用的案例。但可以预计，在未来医疗信息化发 展中，语音识别技术有良好的应用前景。 （七）自然语言处理 自然语言处理是一门融语言学、计算机科学、数 学于一体的科学，它研究能实现人与计算机之间用自 然语言进行有效沟通的各种理论和方法。自然语言处 理的范围涉及众多方面，如语音的自动识别与合成、 机器翻译、自然语言理

22、解、人机对话、信息检索、文 本分类、自动文摘等等。White Paper on Chinas Hospital Information Systems 91 医院应用自然语言理解技术的需求主要是病历内 容的分析检索。病历内容的表达本质上是自然语言， 病历作为最重要的医疗工作记录，其在科研和临床中 的智能化利用需要计算机对病历的内容进行 “理解” 。 这种理解包括分词、语法结构化、语义理解等方面。 目前，对病历的利用主要依靠人工编目的方式对病例 进行分类，但这样的简单分类不能满足临床科研对病 历检索的需求，如果能够应用自然语言理解技术实现 病历内容的结构化和语义处理，则病历信息的可利用 性将大大

23、提高。 近几年，随着电子病历的深入发展，已经有厂商 开始在病历内容的自动理解方面进行应用研究，已经 可以从病历中提取出“关键词”，病历内容检索向前 发展了一步。但要看到，这一技术本身就是计算机科 学的一个前沿课题， 距离成熟应用还有很长的路要走。 参考文献 1 HC3i. 医院 CIO 如何驾驭私有云 . http:/news.hc3i. cn/art/201107/14423.htm. 2 McKinsy & Company. The big data revolution in healthcare. January 2013. http:/www.mckinsy. com. 3 CHIM

24、A.2008-2009 年 度 中 国 医 院 信 息 化 状 况 调 查 报 告 .2009 年 5 月 4 CHIMA.2012-2013 年 度 中 国 医 院 信 息 化 状 况 调 查 报 告 .2013 年 6 月 5 Gartner. Hype Cycles. http:/ technology/research/methodologies/hype-cycle.jsp. 6 艾 媒 咨 询 . 2012-2013 中 国 移 动 医 疗 市 场 年 度 报 告 . 2013 年 4 月 . 7 CHIMA.2010-2011 年 度 中 国 医 院 信 息 化 状 况 调 查 报 告 .2011 年 5 月 11