基于系統(tǒng)動力學的智慧醫(yī)療云服務平臺功能需求建模方法

王詩瑩 李倫彬 劉心聲

“智慧醫(yī)療”英文簡稱 WIT120，于 2009 年由 IBM 公司首次提出，屬于“智慧地球”（smart planet）戰(zhàn)略六大組成之一。國外在醫(yī)療信息化領域起步較早，已經(jīng)有一些產(chǎn)品和標準出現(xiàn)，如 IBM 的“智慧醫(yī)療”、GNU Health、HL7;我國醫(yī)療領域主要關注點在于結(jié)合云計算實施醫(yī)療信息化方面，以大型科技公司為代表，以政府為依托建立云服務平臺，如百度健康云、阿里健康等。

一、智慧醫(yī)療云平臺需求模型構(gòu)建

智慧醫(yī)療云服務平臺是一種可共享資源、服務及數(shù)據(jù)的新型服務模型，推動醫(yī)院、患者、科研機構(gòu)、衛(wèi)生部門之間的服務共享，構(gòu)建一個全新的醫(yī)療健康服務系統(tǒng)。

（一）內(nèi)涵解析

關于“智慧醫(yī)療”的概念，目前學術界還未有一個統(tǒng)一的論斷。工業(yè)和信息化部電子科學技術情報研究所的工程師劉曉馨認為，智慧醫(yī)療是指利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療設備之間的互動，推動醫(yī)療信息化模式創(chuàng)新，最終實現(xiàn)實時、智能化、自動化、互聯(lián)互通的動態(tài)服務。銀江智慧醫(yī)療集團董事長裘加林認為，智慧醫(yī)療是指通過醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療云、移動互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、可穿戴設備，將醫(yī)療基礎設施與IT基礎設施進行融合，并在此基礎上進行智能決策，跨越了原有醫(yī)療系統(tǒng)的時空限制與技術限制，實現(xiàn)醫(yī)療服務最優(yōu)化的醫(yī)療體系。物聯(lián)網(wǎng)資訊認為，所謂智慧醫(yī)療是通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺，利用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療設備之間的互動，逐步達到信息化。有學者認為智慧醫(yī)療是以醫(yī)療數(shù)據(jù)中心為核心，以電子病歷、居民健康檔案為基礎，通過多種信息技術構(gòu)建以信息標準、信息安全、政府監(jiān)管、業(yè)務應用、醫(yī)療服務健康管理為一體的高效體系，人人均可受益。曹劍鋒等理解所謂的“智慧醫(yī)療”就是“物聯(lián)網(wǎng)”在衛(wèi)生領域的具體實現(xiàn)。吳越等認為智慧醫(yī)療是以醫(yī)療云數(shù)據(jù)為核心，以物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸交換為技術，將電子病歷、電子健康檔案、醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合以構(gòu)建醫(yī)療衛(wèi)生服務和最優(yōu)管理的醫(yī)療體系。本文采用內(nèi)蒙古科技大學經(jīng)濟與管理學院尚雅楠的定義，將智慧醫(yī)療界定為利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘等相關的信息技術，將患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療設備、醫(yī)療機構(gòu)緊密聯(lián)系起來，推動醫(yī)療實現(xiàn)全面的信息化模式，提高服務效率，做到以患者s為中心，真正實現(xiàn)醫(yī)療體系的服務最優(yōu)化。

（二）角色要素解析

智慧醫(yī)療是在物聯(lián)網(wǎng)、云計算和數(shù)據(jù)挖掘等技術的推動下應運而生，在此過程中，將由一些部門或者機構(gòu)對智慧醫(yī)療的推廣和運行提供支持。首先需要政府部門的政策引導，在宏觀上推動智慧醫(yī)療的發(fā)展;其次，需要技術機構(gòu)提供相應的技術支持，設計智慧醫(yī)療運行平臺，并開發(fā)，最終付諸于應用;第三，平臺運行過程中，需要相關醫(yī)療機構(gòu)提供有資質(zhì)的醫(yī)生從事醫(yī)療服務，同時提供患者就醫(yī)過程中需要的各種資源，如設備資源、藥品資源;第四，需要一定的研究機構(gòu)從學術層面進行政策、機制、方法上的創(chuàng)新，推進智慧醫(yī)療的快速發(fā)展;最后，上述4個角色在平臺運行過程中均起到服務的作用，最終的服務對象為前來智慧醫(yī)療云平臺就診的患者。綜上所述，在智慧醫(yī)療云平臺運行過程中，需求政府部門、技術機構(gòu)、醫(yī)療機構(gòu)、研究機構(gòu)和就診患者5個角色的支持，如表1所示。

[表1 角色功能介紹][角色 功能 政府部門 制定與智慧醫(yī)療相關的政策、法規(guī)和運營規(guī)劃，策劃切實可行的實施與推廣步驟 技術機構(gòu) 研發(fā)智慧醫(yī)療相關的設備，建立運行平臺，提供智慧醫(yī)療的通訊解決方案 醫(yī)療機構(gòu) 提供醫(yī)療方面的支持 研究機構(gòu) 從學術層面對醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)醫(yī)療等方面進行研究，形成系統(tǒng)的理論和方法 就診患者 智慧醫(yī)療服務的受體 ]

（三）智慧醫(yī)療云平臺系統(tǒng)需求邊界確定

在前期角色要素解析的基礎上，結(jié)合系統(tǒng)論原理，將智慧醫(yī)療云平臺需求視為由內(nèi)容、資源、過程和評價四個需求子系統(tǒng)構(gòu)成的復雜系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)中的需求要素從不同的方面進行劃分，其中內(nèi)容需求可以分為掛號需求、門診需求、急診需求、住院需求等元素;資源需求可以分為設備資源需求，藥品資源需求等;過程需求可以分為診斷方式，診斷頻率，患者需求等;評價需求主要是患者對智慧醫(yī)療云平臺使用過程中的總體滿意度進行一個綜合的評判。除此之外，圍繞智慧醫(yī)療云平臺的5個角色，在界定系統(tǒng)邊界的基礎上，確定了系統(tǒng)的內(nèi)部影響因素，具體如圖1所示。

二、基于系統(tǒng)動力學的智慧醫(yī)療云平臺需求反饋回路

系統(tǒng)動力學主要用于分析系統(tǒng)內(nèi)部各個要素之間的因果反饋關系，以表征系統(tǒng)的行為模式和內(nèi)部特征。在對智慧醫(yī)療云平臺系統(tǒng)需求邊界確定的基礎上，進一步對各個子系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的相互作用、因果關系進行整體分析，得到智慧醫(yī)療云平臺需求主要反饋回路，

限于篇幅原因，本文列舉了智慧醫(yī)療云平臺運行過程中的9條主要反饋回路。通過對9條主要反饋回路的分析，進一步明確了各個反饋回路所屬的子系統(tǒng)和子系統(tǒng)中主要需求要素，一定程度上反映了平臺內(nèi)部各因素之間的因果反饋關系。以反饋回路1為例，內(nèi)容需求包括平臺用戶對服務內(nèi)容的選擇，而眾多服務中，一些患者可能會選擇個性化就診服務，利用該項數(shù)據(jù)可以計算平臺的就診需求增長率和患者總量，所得到的數(shù)據(jù)可供資源需求等其他需求使用。同時，用戶在享受服務過程中，會對服務進行評價，形成就診滿意度，為評價需求做準備，而評價滿意度直接決定患者的參與度和積極性，與就診效果成正比。就診效果還與患者的病情復雜度相關。綜上所述，平臺中各要素之間存在一系列的因果關系，這些關系是動態(tài)的和實時的，能夠真實反映平臺用戶的需求，使所得的功能模塊更符合用戶需求。除此之外，利用系統(tǒng)動力學可以捕捉相同的影響因素，只需設置一個功能模塊，增加了數(shù)據(jù)的共享性。以角色進行劃分，方便平臺架構(gòu)的搭建。反饋回路向平臺功能需求轉(zhuǎn)化將在第三部分進行說明。

三、智慧醫(yī)療云服務平臺功能需求

根據(jù)系統(tǒng)動力學模型下的反饋回路所形成的因果反饋關系，可以進一步確定智慧醫(yī)療云服務平臺的功能需求，其中子系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)換為平臺中的功能模塊，為了表述清晰，文中設定為二級功能模塊。通過前面的研究成果可知，智慧醫(yī)療云平臺共有4個二級功能模塊，分別為內(nèi)容功能、資源功能、過程功能和評價功能。子系統(tǒng)內(nèi)部各個反饋回路中的變量則轉(zhuǎn)化為平臺的三級功能，轉(zhuǎn)化規(guī)則根據(jù)變量的特點而定。其中，不可以劃分為更小單位的變量，則直接設為功能需求，如患者就診需求總量直接轉(zhuǎn)化為就診患者需求總量統(tǒng)計功能;可以繼續(xù)劃分的變量，則將劃分后的值設為相應的功能需求，如個性化就診需求有門診需求、急診需求、掛號需求和住院需求等，因此需要設定門診功能、急診功能、掛號功能和住院功能等。限于篇幅原因，本文列舉部分功能轉(zhuǎn)化結(jié)果，具體功能設定如表3所示。

四、結(jié)語

通過梳理智慧醫(yī)療的發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建智慧醫(yī)療云平臺需求模型，將系統(tǒng)的參與角色分為5類，以此為基礎界定系統(tǒng)邊界。在上述成果的基礎上，運用系統(tǒng)動力學方法從內(nèi)容需求、資源需求、過程需求和評價需求4個方面建立智慧醫(yī)療云平臺需求主要反饋回路，探索平臺的運行機制和特征，最終確定智慧醫(yī)療云平臺的功能需求。反饋回路具有動態(tài)性和實時性，能夠更確切地反應用戶需求;相同需求可以合并，從而增加數(shù)據(jù)的共享性;多角色分析，分工明確，有助于建立清晰的平臺架構(gòu)。

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