借助工業(yè)4.0提升醫(yī)院智能化水平

文曉臨

（徐州市中心醫(yī)院信息科，江蘇 徐州 221009）

近年來，發(fā)達(dá)國家利用技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從民用領(lǐng)域介入到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。德國最早提出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略概念，逐步構(gòu)建起未來工業(yè)生產(chǎn)的新途徑、新體系［1］。醫(yī)療服務(wù)是一項傳統(tǒng)服務(wù)行業(yè)，目前在絕大多數(shù)醫(yī)院已經(jīng)擁有HIS、LIS等信息系統(tǒng)來對醫(yī)療服務(wù)提供支持，但這種缺乏頂層設(shè)計碎片式、孤島式數(shù)字化滾動發(fā)展方式，不能實現(xiàn)人工智能輔助等先進(jìn)功能。本文在探索醫(yī)療與信息智能化深度融合的過程中，基于工業(yè)4.0的理念，提出了新的AI-HIS設(shè)計方案。

1 應(yīng)用工業(yè)4.0技術(shù)提升醫(yī)院智能化水平

經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展，從單機(jī)版財務(wù)系統(tǒng)到以電子病歷為核心的高級HIS系統(tǒng)，醫(yī)院信息化系統(tǒng)已經(jīng)多次迭代，在我國醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都非常明顯［2］。隨著工業(yè)4.0也就是智能制造業(yè)的出現(xiàn)，在現(xiàn)有醫(yī)院的信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上融入人工智能輔助，轉(zhuǎn)型為更加高效的智能醫(yī)院系統(tǒng)［3］。借助人工智能和機(jī)器人替代醫(yī)院內(nèi)很多通過人工完成的工作，這將是未來醫(yī)院AI-HIS系統(tǒng)的核心。

1.1 智能藥品流通

這套系統(tǒng)主要包含門診和病區(qū)發(fā)藥智能機(jī)器人和包藥噴碼機(jī)、智能送藥物流系統(tǒng)、院內(nèi)藥品倉庫智能補(bǔ)貨的供應(yīng)鏈系統(tǒng)等。藥品作為在醫(yī)院中流通的重要物品，其需求量是巨大的，藥劑科工作人員分為門診藥房藥師、病區(qū)藥房藥師、病區(qū)送藥技師、庫房管理技師和采購人員等。以擁有3 000張住院床位的三級甲等綜合性醫(yī)院為例，一般需要超過200名藥劑相關(guān)工作人員才能維持日常的工作。使用自動發(fā)藥機(jī)和自動包藥噴碼機(jī)分發(fā)和包裝藥品，通過傳送帶或自動軌道導(dǎo)引車分發(fā)至各病房樓，再通過氣動傳輸通道分發(fā)到位于不同樓層的病區(qū)，可以節(jié)省大量的人工崗位。AI輔助系統(tǒng)還可以根據(jù)目前在庫的藥品的品類和數(shù)量以及AI-HIS系統(tǒng)對近幾日用藥情況的預(yù)判來做出當(dāng)日的建議采購藥品清單，盡量減少藥品在醫(yī)院的庫存量，同時也可以保證全院患者對藥品的需求。同時，系統(tǒng)還會記錄各批次藥品的流向，自動化發(fā)藥設(shè)備會使用激光掃描槍掃描藥品分包裝的二維碼或者由射頻探頭讀取藥品RF標(biāo)簽，并隨即把數(shù)據(jù)資料上傳至云端，生成大數(shù)據(jù)供系統(tǒng)實時分析［4］，配合患者的體征指標(biāo)大數(shù)據(jù)，不僅能實時檢測患者用藥效果反饋給臨床醫(yī)生，還可以在發(fā)生藥品不良事件時，可以根據(jù)大數(shù)據(jù)溯源跟蹤，及時召回相關(guān)藥品。

1.2 智能設(shè)備管理

在醫(yī)療專用設(shè)備使用過程中，由AI-HIS系統(tǒng)隨時抓取各種數(shù)據(jù)，包括醫(yī)用耗材的使用率、工作狀態(tài)、耗材需求、故障信息、維保提示、質(zhì)控參數(shù)等，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，人工智能系統(tǒng)每天生成耗材補(bǔ)充需求表、設(shè)備維修保養(yǎng)提示、設(shè)備更換建議和成本效益分析等輔助決策數(shù)據(jù)等信息［5］，供設(shè)備管理人員及時有效的進(jìn)行管理。同時，AI-HIS還會根據(jù)設(shè)備忙閑狀況給需要做多種檢查的患者推送合理的檢查順序，避免一些檢查項目排長隊同時另一些項目的設(shè)備閑置的情況，通過云端大數(shù)據(jù)計算分析來整合所有設(shè)備，形成一個可以自行認(rèn)知計算的智能化協(xié)同設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)。在不同生產(chǎn)廠家、不同型號的設(shè)備之間，通過統(tǒng)一的DICOM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立涵蓋患者全生命周期按敘時順序記錄的影像檔案，并且存在云端服務(wù)器上，支持網(wǎng)上遠(yuǎn)程影像診斷并可供患者通過掃描專屬二維碼在任何地方任何時間調(diào)閱影像數(shù)據(jù)，節(jié)省膠片打印費(fèi)和等候時間，簡化、加快跨院診斷和多方聯(lián)合會診。

1.3 智能管理輔助決策和臨床輔助決策系統(tǒng)

在大型綜合性醫(yī)院中，經(jīng)常會遇到由于一些疾病的季節(jié)性發(fā)病率不同造成的不同?？苹蛘咄粚？频牟煌瑏唽I(yè)之間的患者數(shù)量變化。這種情況會造成醫(yī)院整體的床位使用率偏低。通過AIHIS的大數(shù)據(jù)處理，每天抓取患者第一診斷的ICD-10代碼，可以有效的判斷出季節(jié)性疾病在一年中的高發(fā)期和低發(fā)期，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)生成動態(tài)的各?？坪蛠唽I(yè)的床位數(shù)量分配，解除各病區(qū)綁定?？苹騺唽I(yè)的患者收治限制，動態(tài)提升醫(yī)院的床位使用率，為更多的患者提供醫(yī)療服務(wù)，同時也提升了護(hù)理工作的效率。臨床智能決策支持系統(tǒng)與醫(yī)生的工作流程相融合，醫(yī)生可在工作流程中實時獲得決策支持［6］。如各種事件智能監(jiān)視軟件可以在臨床醫(yī)生完全不干預(yù)的情況下發(fā)出相應(yīng)的警告和提示、智能檢索大數(shù)據(jù)和已經(jīng)收錄的知識庫，輔助下達(dá)醫(yī)囑等。

1.4 智能個性化醫(yī)療

AI-HIS對患者的既往就診數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和分析，主動對患者進(jìn)行認(rèn)知。根據(jù)患者的既往病史、門診就診記錄、歷次住院情況、偏好的專家、偏好的病房、住院期間所訂餐食、經(jīng)濟(jì)承受能力、出院病人滿意度調(diào)查和患者反饋建議等就醫(yī)習(xí)慣和生活習(xí)慣以及患者的家庭情況、遺傳病史等信息，為患者量身定制醫(yī)療解決方案［7］，包括推薦主診醫(yī)師、推薦病房、推薦護(hù)理人員、推薦在院期間的餐食等，為患者打造智能的個性化醫(yī)療，更好的滿足患者全方位就診需求，提升患者就醫(yī)體驗，提高患者滿意度。

1.5 3D打印和手術(shù)機(jī)器人

近年來，隨著3D打印技術(shù)的普及，一些接觸或者植入人體的器械，通過高度定制化的3D打印可以與人體完美契合，如假肢、助聽器、齒科手術(shù)器械等體外醫(yī)療器械和骨骼、關(guān)節(jié)、瓣膜、金屬固定架等永久植入物。這些由3D打印制作的器械比原有通碼產(chǎn)品能給患者提供更好的使用體驗。此外，由“達(dá)芬奇”手術(shù)機(jī)器人為代表的智能手術(shù)輔助系統(tǒng)也出現(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域，手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)手術(shù)的“四大極限”，也就是人眼的極限、人手的極限、微創(chuàng)的極限和醫(yī)生精力的極限，給外科手術(shù)帶來了革命性的變化。在不遠(yuǎn)的未來，智能機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)將會改變傳統(tǒng)的手術(shù)模式，甚至傳統(tǒng)的疾病診療模式。

要打造上述智能醫(yī)院各種功能，需要醫(yī)院在信息化建設(shè)上不能局限于做好日常管理工作，要有中長期規(guī)劃和持續(xù)的資金、人力的投入，逐步實現(xiàn)各項功能，并結(jié)合本地區(qū)、本單位實際情況靈活開發(fā)一些輔助程序，覆蓋更多的智能化邊際需求。

2 智能醫(yī)院的建設(shè)收益

通過醫(yī)院智能信息系統(tǒng)AI-HIS的建設(shè)，可有效提升醫(yī)院的綜合生產(chǎn)率和運(yùn)營力，為患者提供個性化醫(yī)療和精準(zhǔn)醫(yī)療，并為患者建立全生命周期的醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)學(xué)檢查專屬數(shù)據(jù)庫［8］；在臨床智能輔助決策系統(tǒng)的幫助下，提升診斷率和患者救治成功率，并降低患者就醫(yī)成本和住院周期；在醫(yī)院管理智能輔助系統(tǒng)的主動干預(yù)下，可以減少藥品和耗材的庫存以優(yōu)化醫(yī)院現(xiàn)金流，優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備使用率并增加使用壽命，動態(tài)調(diào)整床位提升床位使用率，減少醫(yī)院非醫(yī)療崗位的人力成本。未來通過國內(nèi)醫(yī)療知識庫數(shù)據(jù)平臺的建立，還可以在各級醫(yī)院間實現(xiàn)大數(shù)據(jù)檢索來實現(xiàn)精準(zhǔn)救治，并可以根據(jù)患者檢查體征數(shù)據(jù)輔助臨床路徑入徑，實現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)的全面提檔升級，為醫(yī)院創(chuàng)造更高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。