數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展概述

張繼武 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)，上海米健信息技術(shù)有限公司 （上海 200090）

數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展概述

張繼武 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)，上海米健信息技術(shù)有限公司 （上海 200090）

數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，使得我們的生活，包括醫(yī)療健康進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，相應(yīng)的是數(shù)字城市、數(shù)字健康、數(shù)字醫(yī)療，進(jìn)而是智慧城市、智慧健康、智慧醫(yī)療。本文從數(shù)字化、信息化、智慧化三個(gè)層面對(duì)數(shù)字化醫(yī)療進(jìn)行綜述，并提出數(shù)字化醫(yī)療的未來發(fā)展途徑：可穿戴設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)化和大數(shù)據(jù)。

數(shù)字化醫(yī)療 信息化 智慧化

1.數(shù)字化醫(yī)療現(xiàn)狀

數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展使得我們的生活，包括醫(yī)療健康進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，相應(yīng)的是數(shù)字城市、數(shù)字健康、數(shù)字醫(yī)療，進(jìn)而是智慧城市、智慧健康、智慧醫(yī)療。

從定義和發(fā)展路徑來講，首先是數(shù)字化，進(jìn)而是信息化，進(jìn)而是智慧化。從涵蓋關(guān)系上講，數(shù)字化包含了信息化和智慧化。

（1）數(shù)字化：現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)與醫(yī)療設(shè)備的結(jié)合

數(shù)字醫(yī)療在中國的提出最早應(yīng)該是上世紀(jì)90年代末期，以東軟為代表，其旗下醫(yī)療相關(guān)業(yè)務(wù)成立的公司名為“東軟數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)有限公司”，在2000年提出“數(shù)字化醫(yī)院全面解決方案”。彼時(shí)，醫(yī)療設(shè)備從傳統(tǒng)的模擬裝置開始轉(zhuǎn)入數(shù)字化。

繼續(xù)追述國際發(fā)展歷史，數(shù)字化醫(yī)療出現(xiàn)的典型代表應(yīng)該是以CT（Computed Tomography，計(jì)算斷層掃描成像）為代表，把數(shù)字化的計(jì)算技術(shù)引入常規(guī)的放射成像，人類開始進(jìn)入“數(shù)字化醫(yī)療”時(shí)代。

此后，常規(guī)腦電圖、心電圖都開始數(shù)字化，以及MRI、DSA等目前重要醫(yī)療診斷設(shè)備，都是數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展的結(jié)晶，為人類打開了更寬的視野，從更高的角度來提高醫(yī)療健康水平。表1列舉了比較典型的數(shù)字化醫(yī)療影像設(shè)備。

表1.

圖1.

（2）信息化：數(shù)字化的輸出更為廣泛的應(yīng)用

設(shè)備的數(shù)字化，使得信息化成為可能和必然。一臺(tái)數(shù)字化設(shè)備，如果不能夠?qū)⑵鋽?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、共享，只能算是一個(gè)數(shù)據(jù)孤島。也是在上世紀(jì)90年代末期，全球的醫(yī)療信息化發(fā)展風(fēng)起云涌，最早是把其他行業(yè)的成功信息系統(tǒng)移植到醫(yī)療領(lǐng)域，如把MIS（Management Information System）移植到醫(yī)院，成為HMIS（Hospital Management Information System，后來簡化為HIS－Hospital Information System），成為今天國內(nèi)醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)基本信息化系統(tǒng)。

之后發(fā)展迅速的是醫(yī)技科室應(yīng)用軟件系統(tǒng)，如PACS、LIS。這些醫(yī)技科室信息化系統(tǒng)的特點(diǎn)是更專注于專業(yè)業(yè)務(wù)流程，從而能夠逐漸沉淀客戶需求，定制化要求相對(duì)比較少，驗(yàn)收糾葛也少了一些，成為國內(nèi)外醫(yī)療信息化廠商必爭的“蛋糕”。以2012年的數(shù)據(jù)為例，我國就有PACS廠商（包括中外）300多家。有跨國公司的GE、Philips、西門子和柯達(dá)、富士、愛克發(fā)等，把國際上各類最先進(jìn)的PACS系統(tǒng)拿到中國，給中國的醫(yī)院用戶洗腦。也有不斷進(jìn)取的國內(nèi)信息化廠商，如東軟、華海等，憑借強(qiáng)勁的努力在PACS市場占據(jù)不可忽視的一席之地。特別是基于本地化服務(wù)，能更了解客戶需求，更快速響應(yīng)客戶的要求，獲得更多的青睞。還有很多小廠商，因?yàn)槠鸩介T檻低，而且很多用戶對(duì)于軟件質(zhì)量的了解不夠深入，因此，也有機(jī)會(huì)快速成長起來。不過，最近該領(lǐng)域處于飽和狀態(tài)。

醫(yī)療信息化按照使用對(duì)象可以分為醫(yī)院信息化、區(qū)域信息化、健康信息化。

（3）智慧化：對(duì)于信息的有效處理、利用，獲取知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐

隨著信息化的發(fā)展，人們不再滿足于僅僅能夠把模擬的信息電子化，也不再僅僅滿足于能夠方便地存取數(shù)據(jù)，而是更希望這些數(shù)據(jù)帶來的信息能夠被有效利用，提煉出知識(shí)，指導(dǎo)醫(yī)療健康服務(wù)。因而，智慧城市、智慧健康、智慧醫(yī)療成為熱門話題。國家也投入大量的資源進(jìn)行智慧健康和智慧城市建設(shè)。

比較初步的醫(yī)療信息智能化應(yīng)用是臨床信息系統(tǒng)。這反應(yīng)了整個(gè)醫(yī)療信息化行業(yè)技術(shù)和客戶應(yīng)用兩方面的共同進(jìn)步，從基礎(chǔ)信息化（HIS）到醫(yī)技科室信息化，終于走到了真正的醫(yī)生應(yīng)用信息。以重癥監(jiān)護(hù)臨床信息系統(tǒng)（ICU CIS）為例。重癥監(jiān)護(hù)科是醫(yī)院最為挑戰(zhàn)的工作環(huán)境之一，信息量大（以我們的系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，每一位患者平均每天產(chǎn)生30萬條信息），響應(yīng)速度要快（重癥監(jiān)護(hù)室，時(shí)間就是生命），干擾信息多（如果您去過重癥監(jiān)護(hù)室，就會(huì)看到各種信號(hào)閃爍、令人揪心的嗶嗶聲不斷），呈現(xiàn)方式各異（有曲線的、有數(shù)據(jù)的、有聲音的）。在這樣一種情況下，可以想象醫(yī)生的工作壓力。更為重要的是，以美國Medicare and Medicaid的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，重癥監(jiān)護(hù)室的醫(yī)生在這樣的工作環(huán)境和信息壓力下，每100條處置就有1條出錯(cuò)。這種情況下，ICU CIS能很好地降低醫(yī)生周圍信息的復(fù)雜度，提高醫(yī)生獲取信息的質(zhì)量和速度，并輔以智能提醒功能，大大降低了醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了醫(yī)生的工作效率，最為重要的是，降低了醫(yī)生處置的出錯(cuò)率，挽救很多生命。ICU CIS的原理很簡單，就是把所有的復(fù)雜信息源，包括來自設(shè)備的（如監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)、心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)等）以及來自信息系統(tǒng)的（如HIS、PACS、LIS、EMR等）的信息集成到一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，再把信息細(xì)化、分類、歸納、整理，從而使得信息以最小信息單元的形式有序化，最后，以各個(gè)不同的使用者需要信息的內(nèi)容以響應(yīng)的形式呈現(xiàn)給各位使用者。譬如，每一位患者的主要信息以對(duì)應(yīng)的顏色展現(xiàn)出來，使得主任能夠一目了然整個(gè)科室患者的狀態(tài)，如果針對(duì)某一位患者有更多關(guān)注，則可以輕松點(diǎn)擊了解該患者的信息。對(duì)于醫(yī)生，能夠全面掌握他的患者的狀態(tài)信息，包括最為關(guān)心的血液動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、腎功能、肝功能、液體平衡、酸堿平衡等信息。正常狀態(tài)和異常狀態(tài)以不同顏色或者其他標(biāo)識(shí)方法呈現(xiàn)，從而使醫(yī)生能夠迅速抓住有用信息，而不被其他干擾信息影響。護(hù)士則可以實(shí)時(shí)看到醫(yī)囑、各種處置要求和指令，迅速行動(dòng)，并把處置結(jié)果反饋給系統(tǒng)，使得醫(yī)生的指令成為一個(gè)閉環(huán)。

更為重要的是，據(jù)此，人們發(fā)展了臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS－Clinical Decision Support System），把臨床路徑的概念、過程質(zhì)控的概念都通過軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到提高診療效果、診療質(zhì)量的目的。

2.數(shù)字化醫(yī)療的進(jìn)一步發(fā)展路徑

（1）可穿戴設(shè)備

隨著技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)于健康的要求也從有病治療發(fā)展到未病保健，能夠隨時(shí)監(jiān)控和提示人體健康狀體，甚至給予一些干預(yù)。就當(dāng)前而言，可穿戴設(shè)備的發(fā)展處于早期階段，缺乏足夠的知識(shí)支持，沒有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和反饋，實(shí)質(zhì)上只是給予個(gè)體一定的簡單記錄，屬于“玩具”階段。這是歷史發(fā)展的必然，在可以期待的未來，具有真正保健和醫(yī)療意義的可穿戴設(shè)備，會(huì)伴隨大量的相應(yīng)服務(wù)的完善成為我們?nèi)粘４┐鞯慕】等沼闷?。這也是未來大數(shù)據(jù)應(yīng)用獲取數(shù)據(jù)的途徑。

（2）互聯(lián)網(wǎng)化

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，是人類歷史上又一次技術(shù)進(jìn)步帶來社會(huì)變革的時(shí)代?；ヂ?lián)網(wǎng)正在從根本上改變?nèi)祟惖纳鏍顟B(tài)。購物，人們可以足不出戶從淘寶、阿里巴巴、一號(hào)店、亞馬遜等網(wǎng)站完成，教育、相親都可以在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行，很多人家里的電視機(jī)幾乎都不用了，人們從網(wǎng)絡(luò)上觀看節(jié)目，尤其是當(dāng)facebook、微信等出現(xiàn)的時(shí)候，人類的社交生活大量地搬到互聯(lián)網(wǎng)上，不僅僅是方便，更改變了人們社會(huì)關(guān)系的紐帶。最為典型的是，各種新聞媒體對(duì)于新聞的反應(yīng)速度以及信息的透明度也大大提高，否則，互聯(lián)網(wǎng)上的真假信息就會(huì)滿天飛。互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)改變了人類的生存狀態(tài)，甚至影響人類的社會(huì)形態(tài)、社會(huì)關(guān)系。最具意義的是，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使得社會(huì)過去的金字塔結(jié)構(gòu)變?yōu)楸馄浇Y(jié)構(gòu)，曾經(jīng)的所謂社會(huì)基層人士有了機(jī)會(huì)跨越社會(huì)結(jié)構(gòu)關(guān)系發(fā)出自己的聲音。這也是為什么年輕人呈現(xiàn)出對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)巨大的熱愛和敏感。

健康是人類永恒的需求，而創(chuàng)新則來自于技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠在更高層次上滿足人類的需求。在健康、亞健康、疾病三個(gè)階段，我國社會(huì)大部分醫(yī)療保健費(fèi)用、個(gè)人的關(guān)注熱點(diǎn)依然還是治?。ㄡt(yī)療階段）。而恰恰在這一階段，是新技術(shù)應(yīng)用速度比較慢、互聯(lián)網(wǎng)化程度較低的一個(gè)階段。

圖2.

醫(yī)療保健行業(yè)是一個(gè)比較保守的行業(yè)，其在新技術(shù)應(yīng)用方面落后于其他行業(yè)——對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，像金融這樣的保守行業(yè)都已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛，淘寶的金融業(yè)務(wù)已經(jīng)對(duì)當(dāng)今金融行業(yè)構(gòu)成巨大的沖擊；出租車行業(yè)，滴滴打車之類軟件的出現(xiàn)已經(jīng)沖擊出租車行業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)態(tài)，使得既得利益機(jī)構(gòu)面對(duì)改革的沖擊，一個(gè)有利于從業(yè)人員、有利于社會(huì)的出租車服務(wù)模式正在形成。

我國醫(yī)改二十多年，老百姓一直不是很滿意。過去的醫(yī)改方案沒有涉及變革的本質(zhì)，尤其衛(wèi)生部作為醫(yī)生組織的代表機(jī)構(gòu)，自身改革自身的動(dòng)力和決心都不夠，一是積極性不夠，二是思維方式無法跳出當(dāng)前狀態(tài)的框框，方法不足。而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，產(chǎn)生一種外來力量，正如移動(dòng)信息傳遞渠道對(duì)于傳統(tǒng)媒體的效率和準(zhǔn)確性產(chǎn)生的影響，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療從當(dāng)今醫(yī)療體制外部產(chǎn)生革命性力量，反過來倒逼醫(yī)改，達(dá)到提高醫(yī)療保健水平的目的。

近來，移動(dòng)醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)健康等方面的競爭激烈，尤其當(dāng)下，很多資本都投向所謂的“輕”形式，都在做輕問診/掛號(hào)/運(yùn)動(dòng)健身等方面的工作，沒有涉及醫(yī)療的核心業(yè)務(wù)。究其原因，一是當(dāng)前資本都是從外圍進(jìn)入醫(yī)療健康界，對(duì)于醫(yī)療的主要業(yè)務(wù)了解不多；二是醫(yī)療保健的核心業(yè)務(wù)即醫(yī)院服務(wù)業(yè)務(wù)，壁壘比較高，進(jìn)入的門檻不僅僅是資金，還有對(duì)于醫(yī)院工作性質(zhì)的理解要求。

筆者認(rèn)為，當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療發(fā)展的路徑應(yīng)該是“避輕就重”，即從醫(yī)療當(dāng)前的核心業(yè)務(wù)出發(fā)，應(yīng)用在已有醫(yī)療模式下建立起來的數(shù)字化、信息化醫(yī)療環(huán)境，從醫(yī)療內(nèi)生出互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療業(yè)務(wù)服務(wù)模式，才能夠真正順應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，集中資源在百姓最為關(guān)心的醫(yī)療服務(wù)上，而不僅僅是保健。目前政府正在積極推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。譬如國家發(fā)改委的一個(gè)專項(xiàng)“省院結(jié)合遠(yuǎn)程醫(yī)療”項(xiàng)目中，就特別把遠(yuǎn)程重癥監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程急診作為重點(diǎn)。

（3）大數(shù)據(jù)

數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展的一個(gè)必然結(jié)果就是產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。而對(duì)于數(shù)據(jù)的挖掘、處理，以及應(yīng)用大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得新的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，正成為現(xiàn)實(shí)。

麥肯錫全球研究所給出的定義是：一種規(guī)模大到在獲取、存儲(chǔ)、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。

從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)無法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式挖掘，但它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。

最近AlphaGo擊敗圍棋高手的實(shí)踐，是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個(gè)很好案例。AlphaGo背后是一套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由Google 2014年收購的英國人工智能公司DeepMind開發(fā)。AlphaGo由許多個(gè)數(shù)據(jù)中心作為節(jié)點(diǎn)相連，每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)有著多臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。就像人腦，是由50～100億個(gè)神經(jīng)元所組成的，這也是這種機(jī)器學(xué)習(xí)架構(gòu)被稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原因，同時(shí)這個(gè)架構(gòu)是可以擴(kuò)展的，也就意味著可以不斷加入更多的電腦來強(qiáng)化其計(jì)算和邏輯推理。人類只要擁有大量數(shù)據(jù)，建立輸入和輸出關(guān)系，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就會(huì)不斷地訓(xùn)練、調(diào)整節(jié)點(diǎn)和參數(shù)，從而使得計(jì)算機(jī)能夠不斷提高智能，完成甚至超越人類的很多方面。我們可以預(yù)見，大數(shù)據(jù)將極大地提高人類醫(yī)療保健水平。

簡言之，數(shù)字化醫(yī)療，把人類醫(yī)療健康從模擬世界帶到數(shù)字世界，進(jìn)入信息化，從而智慧化，互聯(lián)網(wǎng)化，走向人工智能，為人類帶來福祉。

The Review of Digital medicine

ZHANG Ji-wu Chinese Society of Biomedical Engineering, Meehealth (Shanghai 200090)

With the development of digital technology, our life is steping into the digital age, especially the health medicine. And the same time. the “digital city”, ”digital health” and “digital medicine” are trasforming into the intelligence times. This paper summarizes the digital medicine from three aspects: digitization, informatization, and intelligence, and further approachs given are wearable devices, internet and big data.

digital medicine, informatization, intelligence

1006-6586(2016)06-0001-04

TP39

A

2016-02-24

張繼武，教授，中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)數(shù)字化醫(yī)療分會(huì)主任委員