基于人工智能的智慧醫(yī)院運營平臺建設(shè)

梁智星，許 佳，王東明，潘亞娟

（蘭州大學(xué)第一醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

在過去十年的政策導(dǎo)引和行業(yè)發(fā)展的社會背景下，醫(yī)院臨床信息系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和技術(shù)的迭代，推動醫(yī)院信息化建設(shè)和運營能力的大大提升［2］。而今天，醫(yī)院所面臨的管理的高要求已經(jīng)覆蓋了臨床、科研、教學(xué)、后勤等多方面領(lǐng)域，醫(yī)院建筑全生命周期管理、醫(yī)院運維端到端閉環(huán)流程管理、醫(yī)院多窗口多業(yè)務(wù)聚合運營管理等需求已經(jīng)成為國內(nèi)高水平醫(yī)院建設(shè)的重點和方向。

1 智慧醫(yī)院運營平臺設(shè)計構(gòu)思

1.1 平臺建設(shè)目標(biāo)

1.1.1 提升管理決策水平

智慧醫(yī)院運營平臺將醫(yī)院內(nèi)各類醫(yī)療、管理、運營等信息集中、集合和集成的場所，通過這些信息可輔助醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)和各級管理部門對醫(yī)院進行正確管理和決策，提高處置突發(fā)事件的能力、減少決策失誤。

1.1.2 統(tǒng)一醫(yī)院資源調(diào)度

智慧醫(yī)院運營平臺在醫(yī)院內(nèi)部通過各類信息網(wǎng)絡(luò)，將不同的醫(yī)療部門連接在一起，使不同的專業(yè)部門相互配合，實現(xiàn)不同系統(tǒng)間信息共享。

1.1.3 提高事件處置時效

通過智慧醫(yī)院運營平可以方便總覽事件的應(yīng)急調(diào)度。一旦發(fā)生應(yīng)急突發(fā)事件，值班員和值班領(lǐng)導(dǎo)可通過電子預(yù)案，按處置節(jié)點提示路徑，對事件進行合理處置，確保醫(yī)院各個相關(guān)機構(gòu)和人員能夠迅速反應(yīng)、得力指揮、有序組織、恰當(dāng)處置。

1.1.4 即時排除故障隱患

智慧醫(yī)院運營平臺的信息顯示系統(tǒng)基于Web圖形化引擎或三維虛擬場景，實現(xiàn)全要素、全功能信息顯示，使管理人員一目了然，直觀的觀察到相應(yīng)系統(tǒng)運行狀況。

1.1.5 降低運營維護成本

遠程監(jiān)控、自動提示和智能管理醫(yī)院的各類信息系統(tǒng)和設(shè)備，掌控醫(yī)院運營狀態(tài)；全時全域智能值守，實時掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài)；提示、告知系統(tǒng)的維護信息，減少無謂的人力、物力和時間消耗，都將極大的降低系統(tǒng)管理維護成本，提高維護效率。

1.2 智慧醫(yī)院運營平臺架構(gòu)

智慧醫(yī)院運營平臺綜合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)［3］、人工智能的先進技術(shù)，以大數(shù)據(jù)平臺［4］為立足，建設(shè)真正的多用戶對象+對業(yè)務(wù)展現(xiàn)+多樣化呈現(xiàn)的綜合運營平臺，如圖1所示。

圖1 智慧醫(yī)院運營平臺架構(gòu)

2 智慧醫(yī)院運營平臺功能設(shè)計

2.1 運營平臺HCC業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

統(tǒng)一資源模塊：智慧醫(yī)院運營平臺，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)醫(yī)院運營分析和管理業(yè)務(wù)各項需求，實現(xiàn)統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一空間編碼、統(tǒng)一設(shè)備編碼、統(tǒng)一用戶鑒權(quán)、統(tǒng)一個人門戶、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫等醫(yī)院運營的全業(yè)務(wù)聚合，打破業(yè)務(wù)壁壘，實現(xiàn)全流程貫通。

運行監(jiān)控模塊：運行監(jiān)控中心通過多系統(tǒng)集成監(jiān)控對醫(yī)院各建筑智能化、信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)醫(yī)院運行的實時集成監(jiān)控。

一站式服務(wù)模塊：提供運維服務(wù)的一站式服務(wù)平臺。支持運維服務(wù)的一站式調(diào)度，支持電話語音、移動端等，支持手動派單、自動派單等多種服務(wù)分發(fā)調(diào)度方式。

告警中心模塊：提供系統(tǒng)用戶實時報警、歷史報警信息的查看、追溯和處理。

運行分析模塊：系統(tǒng)聚合多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過大屏系統(tǒng)以運營駕駛艙的模式為醫(yī)院運營管理提供分析和輔助決策的基礎(chǔ)。

運維管理模塊：基于總覽頁面了解運維工作量、工作完成情況、工作效率、空間運維、設(shè)備運維 待完成運維任務(wù)、異常情況等，總體了解運維工作的開展情況。

能源管理模塊：能源管理系統(tǒng)主要包含能源概覽、能源流向、能耗建模、能耗采集、能耗統(tǒng)計、能耗對比、能耗排名、能效對標(biāo)、關(guān)聯(lián)分析、用能考核、數(shù)據(jù)維護等功能模塊。

綜合報表模塊：系統(tǒng)用戶可通過綜合報表模塊查看各專業(yè)維度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以幫助各級醫(yī)院管理者發(fā)現(xiàn)管理重點、提升管理水平。

移動運維模塊：支持基于微信公眾號實現(xiàn)移動端運維服務(wù)，用戶可通過關(guān)注醫(yī)院的運維服務(wù)公眾號獲得跨平臺、免安裝的移動端報修、運維和移動運維現(xiàn)場展示管理工具平臺，提升用戶使用便捷性、降低運維成本，如圖2所示。

圖2 移動運維場景展示

2.2 運營平臺數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)ROMA平臺，是為集成服務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用，打破平臺、云、網(wǎng)絡(luò)、地域邊界，連接煙囪應(yīng)用，消滅信息孤島，打通業(yè)務(wù)流［5］，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)字化全聯(lián)接協(xié)同，它由數(shù)據(jù)聯(lián)接FDI、消息聯(lián)接MQS和服務(wù)聯(lián)接APIs三部分組成。ROMA將在院級跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域起到重要的作用。

FDI（Fast Data Integration）是ROMA融合集成解決方案平臺的數(shù)據(jù)集成產(chǎn)品，支持文本、消息、API、結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源之間的靈活、快速、無侵入式的數(shù)據(jù)集成，可以實現(xiàn)跨機房、跨數(shù)據(jù)中心、跨云的數(shù)據(jù)集成方案，并能自助實施、運維、監(jiān)控集成數(shù)據(jù)。FDI的功能架構(gòu)如圖3所示。

圖3 FDI的功能架構(gòu)

MQS（Message Queue Service）是針對華為打造的專業(yè)消息中間件，是企業(yè)級互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的核心產(chǎn)品，基于高可用分布式集群技術(shù)，搭建了包括發(fā)布訂閱、消息軌跡、資源統(tǒng)計、監(jiān)控報警等一套完整的消息云服務(wù)。

APIs是ROMA融合集成解決方案平臺的API管理產(chǎn)品，涵蓋APIGateway、LiveData和APIMarket三個子產(chǎn)品。聚焦在API輕量化集成，存量系統(tǒng)服務(wù)化改造，跨數(shù)據(jù)中心路由等核心功能，實現(xiàn)從API設(shè)計、開發(fā)、管理到發(fā)布的全生命周期管理和端到端集成。APIs平臺的功能架構(gòu)如圖4所示。

圖4 APIs平臺的功能架構(gòu)

2.3 運營平臺三維可視化系統(tǒng)建設(shè)

2.3.1 環(huán)境可視化

以新門診綜合樓為核心，在系統(tǒng)中直觀展示該建筑的分布信息；場景中標(biāo)志性的模塊以信息牌的方式展示，方便快速確認所處建筑內(nèi)的位置。此外，還可在三維場景中旋轉(zhuǎn)、平移、縮放視角，以不同的角度查看。

2.3.2 建筑可視化

根據(jù)醫(yī)院的實際建筑外觀完成3D建模，實現(xiàn)以虛擬仿真的形式完整呈現(xiàn)建筑物整體輪廓及在三維地圖中的位置；并在系統(tǒng)中直觀展示新門診綜合樓的占地面積、樓層及高度等信息。還可將樓宇模型做半透明處理，用色塊標(biāo)識建筑的功能區(qū)域分布；集成智能設(shè)備管理系統(tǒng)，展示樓宇內(nèi)的智能設(shè)備統(tǒng)計信息。

2.3.3 結(jié)構(gòu)可視化

實現(xiàn)以虛擬仿真的形式完整呈現(xiàn)新門診綜合樓內(nèi)部每層的結(jié)構(gòu)，根據(jù)樓層的實際建筑結(jié)構(gòu)完成3D建模，樓層可以展開查看；展示不同功能樓層的平面圖并標(biāo)注尺寸；展示醫(yī)院內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)的空間布局、在整體樓層中位置、功能說明等信息

2.3.4 區(qū)域可視化

在系統(tǒng)中以醫(yī)院新門診綜合樓的建筑模型為基礎(chǔ)，按照醫(yī)院建筑的功能區(qū)域?qū)ㄖS模型按照樓層進行分解展示，并標(biāo)注區(qū)域的起止樓層及功能說明，便用戶或管理者直觀了解醫(yī)院不同的功能區(qū)域。

2.4 運營平臺智能化音視系統(tǒng)建設(shè)

信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們的實時溝通越來越頻繁，對快速的信息化溝通的要求也越來越高。先進的多媒體技術(shù)，現(xiàn)代化的音視頻系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛使用，音視頻系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮到平臺的實際使用情況，以達到經(jīng)濟高效的目的，同時應(yīng)實現(xiàn)高度集成化、管理智能化、信息多元化、溝通網(wǎng)絡(luò)化。本醫(yī)院綜合運營管理平臺音視頻系統(tǒng)設(shè)計了一套完整的系統(tǒng)集成方案，方案包含了液晶拼接大屏、拼接處理系統(tǒng)、專業(yè)擴聲系統(tǒng)及環(huán)境集中控制。

3 智慧醫(yī)院運營平臺建設(shè)成果

該平臺采用大數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)，功能強大，設(shè)計規(guī)范，配置開放接口，接入性強，兼容性強，該平臺運行以來，已取得如下成績：

3.1 一站式服務(wù)平臺

完成第三方系統(tǒng)的集成融合，建成任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)和任務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)全院任務(wù)管理的一站式服務(wù)，實現(xiàn)智能輔助決策功能。

3.2 實時監(jiān)控平臺

完成各設(shè)備數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)監(jiān)控中心內(nèi)各子系統(tǒng)的實時監(jiān)控圖、設(shè)備圖元的繪制、實時數(shù)據(jù)的綁點組態(tài)，按子系統(tǒng)進行監(jiān)控圖管理和發(fā)布，為運行監(jiān)控人員提供圖形化監(jiān)控頁面。

3.3 運維管理平臺及移動運維平臺

實現(xiàn)設(shè)備全生命周期建設(shè)與管理，自動設(shè)備設(shè)施巡檢與管理，總體了解運維工作的開展情況，完成院內(nèi)設(shè)施、工單、流程管理從人工向數(shù)字化管理的遷移。

3.4 院內(nèi)能控管理平臺

完成能源概覽、能源流向、能耗建模、能耗采集、能耗統(tǒng)計、能耗對比、能耗排名、能效對標(biāo)、關(guān)聯(lián)分析、用能考核、數(shù)據(jù)維護等功能模塊上線，全面接管院內(nèi)能耗管理。

3.5 院內(nèi)導(dǎo)航平臺

實現(xiàn)院內(nèi)空間和區(qū)域空間的可視化管理，通過在院內(nèi)部署定位信標(biāo)和電子地圖，幫助患者在手機端或線下導(dǎo)航大屏精確了解自己當(dāng)前所在位置和目標(biāo)位置，通過實時導(dǎo)航到達目標(biāo)地點，導(dǎo)航過程中支持語音提示、路線顯示、距離等提示。

4 討論

蘭大一院建院歷史悠久，建筑年代久遠，具有豐富的歷史文化底蘊。目前，面臨著建筑設(shè)備、機電設(shè)備老化、后勤設(shè)施數(shù)據(jù)丟失、資料陳舊、管理粗放等問題；醫(yī)院各個系統(tǒng)橫向維度之間數(shù)據(jù)分散、碎片，缺乏院級數(shù)據(jù)池級別的資源統(tǒng)一管理平臺和工具［6］；運維對象子系統(tǒng)跨專業(yè)、跨領(lǐng)域，缺乏底層數(shù)據(jù)統(tǒng)一化的平臺，無法對跨系統(tǒng)、跨領(lǐng)域的管理對象間作統(tǒng)一管理、統(tǒng)一操作、統(tǒng)一運維。

借助當(dāng)前人工智能［7］、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和5G技術(shù)的發(fā)展和成熟應(yīng)用，智慧醫(yī)院運營平臺建設(shè)，促進粗放型管理背后所存在的理念差異和技術(shù)壁壘［8］被精細化管理替代，分散管理向集約管理轉(zhuǎn)變，經(jīng)驗決策向數(shù)據(jù)輔助決策轉(zhuǎn)變［9］。用信息化去推動醫(yī)院日常的建設(shè)，用大數(shù)據(jù)去驅(qū)動醫(yī)院日常的運營，使信息化的平臺真正融入醫(yī)院的運營管理中。