面向醫(yī)聯(lián)體的行業(yè)云醫(yī)療平臺研究與應(yīng)用*

袁 靜 黃路非 李 暄 張 敏 陳 勇

(1成都市第三人民醫(yī)院 成都 610031 2四川警察學(xué)院 瀘州 646000 3 中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司成都市分公司 成都 610000)

1 引言

醫(yī)聯(lián)體即“醫(yī)療聯(lián)合體”，其主要作用是銜接三級醫(yī)院、二級醫(yī)院和社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)，使醫(yī)療資源能夠在聯(lián)合體內(nèi)共同分享。目前，信息化已成為醫(yī)聯(lián)體建設(shè)的抓手。隨著云計算、微服務(wù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的興起，國內(nèi)已有多個地區(qū)將醫(yī)聯(lián)體通過云平臺架構(gòu)進行信息共享和交互。例如，首都醫(yī)科大學(xué)構(gòu)建醫(yī)聯(lián)體內(nèi)腦卒中協(xié)同服務(wù)云平臺[1]；上海兒童醫(yī)院實現(xiàn)基于云平臺的區(qū)域醫(yī)聯(lián)體信息系統(tǒng)，提出信息交互標準化、線上線下業(yè)務(wù)協(xié)同和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用解決方案[2]；中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院基于醫(yī)聯(lián)體醫(yī)療信息平臺實現(xiàn)多醫(yī)療機構(gòu)信息互通、報告互認[3]。上述醫(yī)聯(lián)體通過云平臺構(gòu)架中的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(infrastructure as a service，IaaS)解決基礎(chǔ)硬件支持，通過軟件即服務(wù)(software as a service，SaaS)解決對外數(shù)據(jù)共享的部分軟件支持，一定程度實現(xiàn)了醫(yī)聯(lián)體間業(yè)務(wù)互通，幫助基層醫(yī)療機構(gòu)提升信息化水平。但依然存在院內(nèi)業(yè)務(wù)模塊缺失或不足以及信息系統(tǒng)間互通成本高、改造周期長等問題。

2015年成都市第三人民醫(yī)院在蒲江縣建立全市首家縱向性緊密型互通式醫(yī)聯(lián)體。以管理一體化和診療同質(zhì)化有效提升基層診療能力，促進患者縣域內(nèi)就診，實現(xiàn)從“醫(yī)?？偪爻嘧帧钡健搬t(yī)?？偪亟Y(jié)余”反轉(zhuǎn)，為成都市落實分級診療制度提供可借鑒、可復(fù)制、可推廣經(jīng)驗?！捌呀Ｊ健碧剿鞒鲂履Ｊ胶托陆?jīng)驗，在推進分級診療制度方面取得階段性成果，實現(xiàn)“小病不出縣、雙向轉(zhuǎn)診”。本研究在成都市醫(yī)聯(lián)體“蒲江模式”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建敏捷、健壯、安全的醫(yī)聯(lián)體信息化體系，以解決基層醫(yī)療信息化基礎(chǔ)不足、信息系統(tǒng)異構(gòu)性和多樣性造成的接口互通難、費用高、周期長等問題，同時保障醫(yī)聯(lián)體間數(shù)據(jù)傳輸安全。

2 面向醫(yī)聯(lián)體的行業(yè)云架構(gòu)體系

2.1 研究目標

研究開放式、一體化、標準化、智能化、面向醫(yī)聯(lián)體行業(yè)應(yīng)用的云平臺，提供新的醫(yī)聯(lián)體行業(yè)云解決方案和架構(gòu)。通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)元標準，保障信息共享；統(tǒng)一界面風(fēng)格，提高用戶體驗；統(tǒng)一開發(fā)組件，提高開發(fā)效率。保障數(shù)據(jù)存儲可靠安全，節(jié)約信息化基礎(chǔ)建設(shè)成本，充分利用多種云服務(wù)模式的優(yōu)勢，實現(xiàn)醫(yī)療應(yīng)用統(tǒng)一管理、發(fā)布，保障醫(yī)療應(yīng)用“同構(gòu)不同功”。此外，為解決醫(yī)聯(lián)體機構(gòu)間信息系統(tǒng)互通難、改造周期長等問題，利用異構(gòu)集成技術(shù)將原本分散在不同系統(tǒng)中的診療數(shù)據(jù)進行匯聚，實現(xiàn)醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)。

2.2 總體架構(gòu)

在實現(xiàn)云端醫(yī)療健康信息互聯(lián)互通、充分共享、業(yè)務(wù)協(xié)同的基礎(chǔ)上，整合互(物)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)在醫(yī)療健康行業(yè)的應(yīng)用，以支撐多種形式醫(yī)療聯(lián)合體組織體制創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，見圖1。

圖1 總體架構(gòu)

針對服務(wù)對象跨區(qū)域、跨平臺的復(fù)雜挑戰(zhàn)，醫(yī)療云平臺基于多云納管技術(shù)，采用混合云架構(gòu)，在確保安全性的前提下，面向醫(yī)療機構(gòu)提供應(yīng)用訪問、數(shù)據(jù)處理、主數(shù)據(jù)服務(wù)獲取的服務(wù)。在醫(yī)療云平臺基礎(chǔ)上研究輔助問診、病歷書寫、疾病分類方法，研發(fā)新的適用于全科醫(yī)生的診療輔助系統(tǒng)，以提升基層家庭醫(yī)生的能力[4]。研究基于區(qū)塊鏈的電子病歷及健康檔案安全共享系統(tǒng)驗證模型，在混合云架構(gòu)基礎(chǔ)上，提供新的具有一對多加/解密、細粒度訪問控制和敏感信息隱私保護等功能的居民健康檔案共享服務(wù)[5]。

醫(yī)聯(lián)體內(nèi)的醫(yī)療機構(gòu)通過數(shù)據(jù)專線高速、安全地連接到云平臺，并獲取其所需的應(yīng)用服務(wù)，如醫(yī)生工作站、護士工作站等。此外，通過云平臺進行醫(yī)療機構(gòu)間的信息交互，實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)診、遠程會診等應(yīng)用需求。

2.3 實踐應(yīng)用

基于自研私有云，擴展延伸、打造IaaS、平臺即服務(wù)(platform as a service，PaaS)、SaaS 3層架構(gòu)完整的云醫(yī)療平臺，實現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施、云醫(yī)療應(yīng)用、區(qū)域醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)平臺3大云服務(wù)子平臺，以及10余個應(yīng)用系統(tǒng)。通過應(yīng)用該云平臺，實現(xiàn)成都市第三人民醫(yī)院與其他跨行政區(qū)域的醫(yī)聯(lián)體機構(gòu)信息互聯(lián)互通，輻射多個區(qū)縣的二級以上公立醫(yī)院和社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，包括青羊區(qū)、成華區(qū)、蒲江縣、金堂縣、邛崍縣、都江堰市等，超過100名醫(yī)生使用，并完成千余人次線上/線下培訓(xùn)。

3 云醫(yī)療平臺技術(shù)架構(gòu)

3.1 云醫(yī)療應(yīng)用

云醫(yī)療平臺構(gòu)建高可用、高性能、集群化、易訪問的3層云計算體系，包括數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，見圖2。作為符合國家標準的數(shù)據(jù)交換傳輸平臺，提供數(shù)據(jù)集成、上報、分析等功能；為健康醫(yī)療產(chǎn)業(yè)軟件開發(fā)者提供統(tǒng)一的應(yīng)用開發(fā)平臺以及規(guī)范化的數(shù)據(jù)訪問接口，實現(xiàn)可定制化、可移植、跨平臺的業(yè)務(wù)邏輯系統(tǒng)；為患者提供統(tǒng)一用戶視圖，記錄并展示所有就診記錄；醫(yī)療機構(gòu)能夠按照自身業(yè)務(wù)發(fā)展需求靈活增減業(yè)務(wù)模塊。

圖2 技術(shù)架構(gòu)

3.1.1 數(shù)據(jù)層 提供數(shù)據(jù)集成、應(yīng)用集成和業(yè)務(wù)協(xié)同能力，為醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部各醫(yī)療機構(gòu)之間醫(yī)療數(shù)據(jù)交換與共享提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)遠程醫(yī)療協(xié)作及基礎(chǔ)醫(yī)療業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)即時互通共享。同時，完成醫(yī)療健康數(shù)據(jù)獲取，經(jīng)過加工處理后建立以人為中心健康檔案，為家庭醫(yī)生服務(wù)提供完整、連續(xù)的個人健康數(shù)據(jù)。

3.1.2 服務(wù)層 以云計算為基礎(chǔ)底層支撐，分布式服務(wù)框架作為醫(yī)療微服務(wù)治理工具，企業(yè)服務(wù)總線(enterprise service bus，ESB)作為醫(yī)療服務(wù)總線，區(qū)域醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)平臺(以下簡稱醫(yī)聯(lián)體接口平臺)為醫(yī)聯(lián)體信息互通樞紐。通過遠程醫(yī)療應(yīng)用、分級診療應(yīng)用、醫(yī)院信息系統(tǒng)、放射信息系統(tǒng)等醫(yī)療服務(wù)云化，解決各醫(yī)療機構(gòu)協(xié)同難、資源利用效率低、業(yè)務(wù)協(xié)同度不高、應(yīng)用可靠性低等問題。

3.1.3 應(yīng)用層 云醫(yī)療應(yīng)用超市具有資源池化、統(tǒng)一監(jiān)管、自助式服務(wù)、彈性應(yīng)用等特性，不僅解決了醫(yī)療應(yīng)用部署和運行問題，還統(tǒng)一了發(fā)布應(yīng)用審核流程，使更多優(yōu)質(zhì)醫(yī)療應(yīng)用通過平臺展示，為更多醫(yī)療機構(gòu)和患者帶來便利?；赟aaS平臺的云醫(yī)療應(yīng)用超市平滑擴展，自動分化、智能升級等功能可以簡化醫(yī)療應(yīng)用運維工作。此外，云醫(yī)療門戶是面向患者端，實現(xiàn)權(quán)威信息發(fā)布、統(tǒng)一授權(quán)認證的模塊。

3.2 云醫(yī)療應(yīng)用

3.2.1 云醫(yī)療應(yīng)用設(shè)計思路 云醫(yī)療服務(wù)開放平臺是管理信息交互方式的可視化管理平臺，主要負責(zé)處理數(shù)據(jù)提供方、數(shù)據(jù)消費方的數(shù)據(jù)封裝、建模與交互。云醫(yī)療服務(wù)開放平臺的建立有助于將ESB管理工作展示給用戶，使供應(yīng)商和醫(yī)療機構(gòu)信息部門規(guī)范、高效地協(xié)同工作[6]。對平臺中的醫(yī)療數(shù)據(jù)進行分布式統(tǒng)一存儲和管理，同時制定數(shù)據(jù)保護安全策略，保證數(shù)據(jù)的高可靠和高可用。多層次安全方案可保障使用者訪問安全和系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，同時也為醫(yī)療數(shù)據(jù)共享提供便利。所有應(yīng)用軟件均部署在遠端服務(wù)器中，使用者無須購買、安裝、維護硬件或軟件，節(jié)約了費用成本。多用戶高并發(fā)機制支持大量用戶同時通過任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用云端應(yīng)用程序，而不影響訪問效率。SaaS平臺中所有用戶和應(yīng)用程序共享統(tǒng)一的公共基礎(chǔ)設(shè)施和代碼庫，并進行統(tǒng)一維護。由于各租戶中的用戶都使用相同的基礎(chǔ)設(shè)施和代碼庫，供應(yīng)商可以更快創(chuàng)新，降低業(yè)務(wù)升級風(fēng)險和運行成本。每個醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)療應(yīng)用軟件提供商都可以根據(jù)業(yè)務(wù)流程定制應(yīng)用程序，而不影響公共基礎(chǔ)設(shè)施。

3.2.2 云醫(yī)療應(yīng)用超市 現(xiàn)有醫(yī)療信息化采購模式需要醫(yī)院花費大量時間和精力進行調(diào)研和篩選，成本較高，且不能直觀地選出適合需求的軟件。對此，本研究提出一種線上醫(yī)療應(yīng)用購買軟件新模式，即將現(xiàn)實生活中的超市概念融入醫(yī)療信息化中，用戶可以在線便捷地體驗與選擇所需軟件。醫(yī)療應(yīng)用超市是圍繞醫(yī)療服務(wù)的個性化應(yīng)用定制、發(fā)布與交易平臺，其業(yè)務(wù)對象主要包括廠商、管理員、醫(yī)院用戶3類。其中廠商用戶一般指醫(yī)療應(yīng)用開發(fā)商，按照應(yīng)用超市的標準開發(fā)應(yīng)用并發(fā)布。醫(yī)院用戶指醫(yī)聯(lián)體中的各家醫(yī)療機構(gòu)，可以購買和共享云醫(yī)療超市中的應(yīng)用。管理員采用分角色、分權(quán)限管理模式，由平臺提供商、相關(guān)監(jiān)管機構(gòu)和醫(yī)聯(lián)體主管部門進行聯(lián)合管理。醫(yī)療信息應(yīng)用提供者在云應(yīng)用超市中發(fā)布應(yīng)用，待管理員審核通過后即可上架。醫(yī)療機構(gòu)可以在云應(yīng)用超市中選擇所需系統(tǒng)，查閱應(yīng)用功能詳細介紹、類型、發(fā)布廠商名稱、版本日期以及評價等信息。

3.3 區(qū)域醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)平臺

區(qū)域醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)平臺能夠輔助醫(yī)院形成一個標準化的、匯集院內(nèi)各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的資源池，作為標準化信息數(shù)據(jù)的備份中心。同時能夠支撐跨醫(yī)院、跨區(qū)域的遠程病歷討論、會診和教學(xué)。醫(yī)聯(lián)體接口平臺以功能即服務(wù)(function as a service，F(xiàn)aaS)為設(shè)計思想，便捷開發(fā)為主線，無須編碼就快速生成微服務(wù)應(yīng)用程序接口(application programming interface，API)，并且快速發(fā)布到平臺對外提供服務(wù)。通過可視化進行應(yīng)用程序開發(fā)的方法，在圖形化用戶界面進行接口開發(fā)和數(shù)據(jù)操作，見圖3。

圖3 醫(yī)聯(lián)體接口平臺架構(gòu)

醫(yī)聯(lián)體接口平臺可快速接入院內(nèi)多種數(shù)據(jù)庫，將匯集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗、校驗、轉(zhuǎn)換實現(xiàn)標準化。通過統(tǒng)一的建模和流程設(shè)計，生成多個原子API。原子API是平臺基本的數(shù)據(jù)獲取接口，提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、第3方API封裝、第3方WebService接口或隊列消息生產(chǎn)接口。將醫(yī)療活動重新組合形成新業(yè)務(wù)是API流程設(shè)計最大的特點。通過組合不同的原子API，形成一個新的具備一定復(fù)雜業(yè)務(wù)的流程API。醫(yī)療機構(gòu)用戶可通過可視化流程設(shè)計圖更快地進行業(yè)務(wù)重構(gòu)和創(chuàng)新。用戶使用拖拽組件和模型驅(qū)動邏輯創(chuàng)建醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用接口，在界面上創(chuàng)建數(shù)據(jù)主題，并對該主題的消費與生產(chǎn)進行監(jiān)控，可隨時跟蹤數(shù)據(jù)生產(chǎn)與消費情況。

在實際應(yīng)用中，醫(yī)聯(lián)體接口平臺程序可部署在本地前置設(shè)備中，降低基層醫(yī)療機構(gòu)的購置成本與集成難度。在醫(yī)聯(lián)體信息互通建設(shè)中，主要依靠醫(yī)聯(lián)體接口平臺“屏蔽”各醫(yī)療機構(gòu)信息系統(tǒng)差異，向上層應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一接口。這樣可以有效提高互通效率，各醫(yī)療機構(gòu)只需要提供前置設(shè)備即可，無論是在物資、人力上都可以減輕醫(yī)聯(lián)體互通成本，是打通醫(yī)聯(lián)體信息互通“最后一公里”的關(guān)鍵樞紐。

4 應(yīng)用效果

本研究對超過8家醫(yī)聯(lián)體醫(yī)療機構(gòu)，1 200余名醫(yī)療從業(yè)人員進行系統(tǒng)使用培訓(xùn)，主要包括雙向轉(zhuǎn)診、云應(yīng)用超市、人工智能輔助診療系統(tǒng)、區(qū)塊鏈電子健康檔案共享系統(tǒng)等，收回用戶單位應(yīng)用報告30余份，對基層超過120名醫(yī)療從業(yè)人員進行問卷調(diào)研。在試運行推廣過程中實際使用過相關(guān)應(yīng)用的占比達到81%，各應(yīng)用中使用比例最高的是云醫(yī)療全科醫(yī)生智能工作站、雙向轉(zhuǎn)診系統(tǒng)和云醫(yī)療應(yīng)用超市。73%的被調(diào)查者認為使用本應(yīng)用系統(tǒng)，基層醫(yī)療機構(gòu)通過云平臺模式無須進行重復(fù)建設(shè)就可以像買水、買電一樣購買信息技術(shù)資源[7]，醫(yī)療管理者能夠更專注于提升醫(yī)療資源發(fā)展和創(chuàng)新能力，并集中人力、物力進行業(yè)務(wù)和管理創(chuàng)新。92%的被調(diào)查者認為在成都市試點區(qū)域開展醫(yī)療聯(lián)合體樣板建設(shè)，在信息化新技術(shù)的有力支撐下，能調(diào)整優(yōu)化醫(yī)療資源結(jié)構(gòu)布局，促進醫(yī)療衛(wèi)生工作重心下移和資源下沉，提升基層服務(wù)能力，促進醫(yī)療資源上下貫通，提升醫(yī)療服務(wù)體系整體效能，更好地實施分級診療和滿足群眾健康需求。91%的被調(diào)查者認為，醫(yī)療云平臺能打通醫(yī)聯(lián)體之間醫(yī)療信息壁壘，并使區(qū)域內(nèi)醫(yī)院產(chǎn)生協(xié)同作用。

通過開發(fā)和應(yīng)用醫(yī)療云平臺，有效解決了就醫(yī)難題，方便公眾就醫(yī)，為服務(wù)對象營造了優(yōu)質(zhì)、便捷、高效的醫(yī)療服務(wù)環(huán)境。例如，成都市青羊區(qū)部分社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心與市級三甲醫(yī)院建立全科聯(lián)合病區(qū)，借助云轉(zhuǎn)診平臺不僅促進了上下轉(zhuǎn)診，還實現(xiàn)了“人未到信息先到，醫(yī)務(wù)人員已準備就緒”的高效服務(wù)供給。

5 結(jié)語

本研究針對四川省在持續(xù)深化醫(yī)療衛(wèi)生體制改革過程中面臨的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源相對集中、分布不均衡等問題，遵循“政府主導(dǎo)，問題導(dǎo)向，信息技術(shù)支撐，模式創(chuàng)新，分步實施”原則[8]，通過在成都市試點區(qū)域開展醫(yī)療聯(lián)合體樣板建設(shè)，調(diào)整優(yōu)化醫(yī)療資源結(jié)構(gòu)布局，實現(xiàn)混合云架構(gòu)的云醫(yī)療平臺。該平臺已連接10余個跨行政區(qū)域的醫(yī)聯(lián)體機構(gòu)，創(chuàng)新實現(xiàn)云應(yīng)用超市等醫(yī)療應(yīng)用，并通過區(qū)域醫(yī)聯(lián)體統(tǒng)一交互服務(wù)平臺快速、低成本地實現(xiàn)醫(yī)聯(lián)體信息互通，目前在國內(nèi)處于先進水平。

本研究在推廣中發(fā)現(xiàn)一些問題，例如，在醫(yī)聯(lián)體互通之前的溝通非常重要，需要雙方互相信任并建立友好合作關(guān)系；醫(yī)聯(lián)體內(nèi)缺乏有效互利共贏機制。此外，醫(yī)保制度仍對醫(yī)聯(lián)體的有效運行有一定制約[9]。因此本研究提出以下建議：健全醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部溝通協(xié)調(diào)機制；積極開展醫(yī)聯(lián)體內(nèi)利益分配機制建設(shè)，并以制度形式實施；加快探索醫(yī)保創(chuàng)新模式，打通雙向轉(zhuǎn)診的醫(yī)?！熬G色通道”。

下一步將繼續(xù)優(yōu)化云醫(yī)療平臺整體架構(gòu)，完善新一代數(shù)據(jù)中臺、業(yè)務(wù)中臺和智能中臺；為業(yè)務(wù)流程融合互通提供強大支撐，提升云醫(yī)療平臺一體化程度，提升醫(yī)聯(lián)體、醫(yī)療機構(gòu)、從業(yè)人員和公眾的服務(wù)體驗。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上建議由政府主管部門主導(dǎo)[10]、加大省內(nèi)全域范圍推廣應(yīng)用的投入，基于“單病種+簽約管理”構(gòu)建利益性醫(yī)聯(lián)體，以單病種輸出賦能打造區(qū)域全周期健康閉環(huán)管理，提升重大慢病和?？萍膊≌w綜合管理水平和能力，推進傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式向現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)換，進一步改善醫(yī)患關(guān)系。