基于大數(shù)據(jù)建設(shè)完全數(shù)字化醫(yī)院的研究

摘? ? 要 隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，信息系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)歷起步、增長(zhǎng)、成熟和更新階段。本文基于信息系統(tǒng)發(fā)展理論諾蘭模型和米歇模型，描述醫(yī)院實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的愿景，闡述實(shí)現(xiàn)此愿景的路徑選擇，提出醫(yī)院信息化的行動(dòng)方向。在管理方面，創(chuàng)建醫(yī)院的信息系統(tǒng)戰(zhàn)略，再造業(yè)務(wù)流程以適應(yīng)信息系統(tǒng);在組織方面，構(gòu)建IT基礎(chǔ)設(shè)施，調(diào)整組織文化以便適應(yīng)醫(yī)院數(shù)字化。在技術(shù)方面，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及軟件技術(shù)等，部署相關(guān)應(yīng)用軟件。筆者試圖規(guī)劃醫(yī)院信息系統(tǒng)藍(lán)圖，為醫(yī)院信息化摸索出一套行動(dòng)方案。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、完全數(shù)字化醫(yī)院、數(shù)據(jù)模型

1.引言

在美國(guó)馬薩諸塞總醫(yī)院（麻省總醫(yī)院），其先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)擁有先進(jìn)的管理手段支持，在醫(yī)院信息系統(tǒng)中，每一位醫(yī)生、護(hù)士、管理者都有自己的賬號(hào)和密碼，并且均被設(shè)定與崗位職責(zé)相匹配的安全級(jí)別，實(shí)現(xiàn)了資源共享，避免重復(fù)檢查、減輕患者負(fù)擔(dān)。優(yōu)化的溝通流程有效減少患者在影像的檢查和診斷部門之間不必要的勞頓，使臨床醫(yī)生更早獲得信息，同時(shí)也提高診斷報(bào)告的可追蹤性。醫(yī)院內(nèi)部的溝通手段多樣：電話、電子郵件、會(huì)議、視頻會(huì)議等。多樣化的溝通方式有效地保證臨床和影像醫(yī)生及時(shí)處理醫(yī)療工作。電子病歷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)臨床業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化;實(shí)驗(yàn)室、藥房、放射系統(tǒng)、臨床文檔、臨床決策支持、閉環(huán)藥品管理、區(qū)域共享各階段不斷發(fā)展。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，通過對(duì)信息系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，美國(guó)哈佛大學(xué)商學(xué)院諾蘭（Nolan）教授在1980年提出信息系統(tǒng)發(fā)展的階段理論，即諾蘭模型，如圖1。諾蘭教授認(rèn)為信息系統(tǒng)建設(shè)需要經(jīng)過起步、拓展、控制、集成、信息管理和成熟六個(gè)階段，后三個(gè)階段稱之為信息時(shí)代。米歇在諾蘭模型的基礎(chǔ)提出新的模型，即米歇模型，如圖2。米歇認(rèn)為，信息系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷起步、增長(zhǎng)、成熟和更新四個(gè)階段，決定這些階段的特征是信息處理的技術(shù)狀況、信息技術(shù)的綜合應(yīng)用水平和信息技術(shù)的集成程度、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)的存取能力、信息技術(shù)組織機(jī)構(gòu)好企業(yè)文化和全員素質(zhì)五個(gè)方面。米歇模型反映信息系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)歷的階段，以及涉及的因素。

紐約大學(xué)教授肯尼斯·勞頓先生在他的著作《管理信息系統(tǒng)》中對(duì)數(shù)字化企業(yè)做出定義。數(shù)字化企業(yè)是這樣的企業(yè)，它和客戶、供應(yīng)商和員工的重要的商業(yè)關(guān)系幾乎完全可以借助數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，通過覆蓋整個(gè)企業(yè)或連接多個(gè)企業(yè)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)完成核心業(yè)務(wù)流程，企業(yè)的核心資產(chǎn)包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、核心能力、資產(chǎn)和人力資源可以通過數(shù)字化管理。完全數(shù)字化企業(yè)必須滿足三個(gè)必要條件：重要的商業(yè)關(guān)系完全數(shù)字化;通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)來完成核心業(yè)務(wù)流程;企業(yè)的核心資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

2.大數(shù)據(jù)、云計(jì)算

研究機(jī)構(gòu)Gartner對(duì)“大數(shù)據(jù)”給出這樣的定義：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)具有大量（Volume）、高速（Velocity）、多樣（Variety）、低價(jià)值密度（Value）、真實(shí)性（Veracity）的特點(diǎn)。

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，屬于一個(gè)事物的兩個(gè)方面，相輔相成、密不可分。沒有大數(shù)據(jù)的信息積淀，云計(jì)算的計(jì)算能力再強(qiáng)大也找不到用武之地;沒有云計(jì)算的計(jì)算能力，大數(shù)據(jù)的信息積淀再豐富，也終究是鏡花水月。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)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。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)。大數(shù)據(jù)離不開云計(jì)算，云計(jì)算為大數(shù)據(jù)提供了彈性可拓展的基礎(chǔ)設(shè)備，是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的平臺(tái)之一。自2013年開始，大數(shù)據(jù)技術(shù)已開始和云計(jì)算技術(shù)緊密結(jié)合，未來兩者關(guān)系將更為密切。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興計(jì)算形態(tài)，也將助力大數(shù)據(jù)革命，讓大數(shù)據(jù)營(yíng)銷發(fā)揮出更大的影響力。

數(shù)據(jù)科學(xué)將成為一門專門的學(xué)科，被越來越多的人所認(rèn)知。各高校已經(jīng)設(shè)立專門的數(shù)據(jù)科學(xué)類專業(yè)，催生一批與之相關(guān)的新的就業(yè)崗位。與此同時(shí)，基于數(shù)據(jù)這個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，也將建立起跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，之后，數(shù)據(jù)共享將擴(kuò)展到企業(yè)層面，并且成為未來產(chǎn)業(yè)的核心一環(huán)。

3.醫(yī)院IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

肯尼斯·勞頓教授對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施提出完整的定義。IT基礎(chǔ)設(shè)施包括整個(gè)企業(yè)必需的一系列物理設(shè)備和應(yīng)用軟件的集合，同時(shí)包括企業(yè)內(nèi)的人和技術(shù)能力的服務(wù)集合。服務(wù)集合包括：提供計(jì)算服務(wù)的技術(shù)平臺(tái);提供通信服務(wù)的平臺(tái);提供數(shù)據(jù)管理服務(wù)的平臺(tái);提供應(yīng)用軟件服務(wù)的平臺(tái);對(duì)物理設(shè)施的安裝與管理服務(wù);IT管理服務(wù);IT教育服務(wù);IT研究與開發(fā)服務(wù)。

IT基礎(chǔ)設(shè)施是指運(yùn)營(yíng)整個(gè)醫(yī)院必需的一系列物理設(shè)備和應(yīng)用軟件的集合。醫(yī)院的物理設(shè)備包括各種各樣的儀器設(shè)備，例如CT、核磁共振等設(shè)備，需要數(shù)字化的設(shè)備，可以連接網(wǎng)絡(luò)。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)共享的問題，社會(huì)呼聲很高，每年都被提起。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)共享首先要求檢驗(yàn)設(shè)備數(shù)字化，可以連接網(wǎng)絡(luò);其次，實(shí)在無法直接將數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)的部分，需要人工輸入電腦。因此，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)共享的前提是醫(yī)院IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完成。醫(yī)院IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要投入更多的資金和人力資源，并且IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是一個(gè)較長(zhǎng)的過程，并非一蹴而就。所以，實(shí)際的情況是，持續(xù)地建設(shè)IT基礎(chǔ)設(shè)施。醫(yī)院的IT基礎(chǔ)設(shè)施包括用于提供計(jì)算服務(wù)的計(jì)算平臺(tái)，為員工、病人和供應(yīng)商提供數(shù)據(jù)、音頻、視頻連接的通信服務(wù)，提供醫(yī)院內(nèi)各部門共享的資源、知識(shí)管理等方面的應(yīng)用軟件服務(wù)，包括在線軟件服務(wù)，計(jì)算、通信和數(shù)據(jù)管理服務(wù)所需的物理設(shè)施的安裝和管理服務(wù)，醫(yī)院IT管理服務(wù)，醫(yī)院IT教育服務(wù)，醫(yī)院IT研究與開發(fā)服務(wù)。

4.醫(yī)院數(shù)據(jù)字典建模

數(shù)據(jù)字典是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)，從國(guó)家頂層設(shè)計(jì)的角度來說，需要構(gòu)建大陸統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)有醫(yī)院數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典需要做到一致性、唯一性、規(guī)范化、可擴(kuò)展性、可操作性。一致性要求各數(shù)據(jù)字典編碼必須統(tǒng)一，保證全國(guó)醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。唯一性要求數(shù)據(jù)字典中只有一個(gè)確定的代碼與之對(duì)應(yīng)，有利于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分類、查詢、統(tǒng)計(jì)、共享。規(guī)范性要求數(shù)據(jù)字典符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？蓴U(kuò)展性要求數(shù)據(jù)字典預(yù)留可擴(kuò)展空間，適應(yīng)未來更加成熟的信息技術(shù)應(yīng)用?？刹僮餍砸竺恳粋€(gè)數(shù)據(jù)字段都是可以實(shí)際應(yīng)用，實(shí)際操作的。

近年來國(guó)家發(fā)布一系列醫(yī)院信息化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，初步建立了醫(yī)院信息平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系，《基于電子病歷的醫(yī)院信息平臺(tái)技術(shù)規(guī)范》、《基于電子病歷的醫(yī)院信息平臺(tái)建設(shè)技術(shù)解決方案》、《醫(yī)院信息互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)化成熟度測(cè)評(píng)方案》規(guī)定了醫(yī)療領(lǐng)域的數(shù)據(jù)字典，規(guī)定了共享數(shù)據(jù)必須遵循的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及必須采取符合技術(shù)規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)。

醫(yī)院數(shù)據(jù)字典建設(shè)要求對(duì)醫(yī)院最小的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行定義，例如生化檢驗(yàn)中，總膽固醇的計(jì)量單位是mmol/L，范圍參考值：3.15-5.7mmol/L，計(jì)算單位、標(biāo)準(zhǔn)范圍應(yīng)該全國(guó)統(tǒng)一，目前經(jīng)常出現(xiàn)不同醫(yī)院不同標(biāo)準(zhǔn)的情況，同時(shí)也要求檢驗(yàn)儀器計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

5. 基于大數(shù)據(jù)的醫(yī)院診療決策支持系統(tǒng)構(gòu)建

商務(wù)智能（Business Intelligence， BI）是用來描述存儲(chǔ)、集成、報(bào)告和分析來自商業(yè)環(huán)境中的數(shù)據(jù)（包括大數(shù)據(jù)）的基礎(chǔ)架構(gòu)，該基礎(chǔ)架構(gòu)用于收集、儲(chǔ)存、清洗數(shù)據(jù)，并向管理人員提供相關(guān)信息。商務(wù)智能環(huán)境存在四個(gè)要素：

（1）來自企業(yè)環(huán)境的數(shù)據(jù)。企業(yè)需要處理多個(gè)來源的數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)和和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。支持醫(yī)院診斷和治療的大數(shù)據(jù)首先是本醫(yī)院的歷史數(shù)據(jù)，其次是大陸各醫(yī)院的數(shù)據(jù)一起集成為數(shù)據(jù)倉庫。國(guó)內(nèi)大型醫(yī)院今年來已經(jīng)積累了海量臨床觀察數(shù)據(jù)，需要規(guī)范統(tǒng)一臨床指標(biāo)的變量名與變量屬性，變量屬性應(yīng)符合分析需要，盡量量化。設(shè)置數(shù)據(jù)修改痕跡功能，確?？蒲袛?shù)據(jù)的真實(shí)性、可溯源性。

（2）商務(wù)智能基礎(chǔ)架構(gòu)。商務(wù)智能的基礎(chǔ)是一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，能夠收集與企業(yè)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，合并、集成到企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)倉庫中?；诖髷?shù)據(jù)的醫(yī)院診療決策支持系統(tǒng)的商務(wù)智能基礎(chǔ)設(shè)施存在誰來建設(shè)的問題，筆者建議由公辦醫(yī)院建設(shè)。綜合醫(yī)院存在眾多科室，例如：呼吸科、消化科、神經(jīng)內(nèi)科、心血管科、腦科等等，影像數(shù)據(jù)數(shù)量巨大，建議以科室為單位進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)。專業(yè)數(shù)據(jù)公司來建設(shè)也是一個(gè)可行的方法。從短期來說，公辦醫(yī)院建設(shè)醫(yī)院?？拼髷?shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)起步比較容易，但是，當(dāng)發(fā)展到成熟階段時(shí)，必然出現(xiàn)其它醫(yī)院購買數(shù)據(jù)分析結(jié)果的狀況，此時(shí)如何收費(fèi)、如何運(yùn)營(yíng)，醫(yī)院不一定能夠做好大數(shù)據(jù)分析運(yùn)營(yíng)的任務(wù)。交由市場(chǎng)來做比較好。

（3）商務(wù)分析工具集。未經(jīng)嚴(yán)格試驗(yàn)設(shè)計(jì)的臨床資料可能由于某些混雜因素的不均衡，導(dǎo)致缺乏可比性。對(duì)此，建議采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的分層分析、協(xié)方差分析、多元分析、傾向性評(píng)分等方法進(jìn)行平衡比較組之間混雜因素的影響，得到均衡可比的數(shù)據(jù)。還可以采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、關(guān)聯(lián)規(guī)則、Bayes算法等。

（4）輸出平臺(tái)。輸出平臺(tái)可以根據(jù)需求來設(shè)定。未來將形成同一科大數(shù)據(jù)全國(guó)1-2家專業(yè)數(shù)據(jù)公司運(yùn)營(yíng)管理，需要數(shù)據(jù)分析結(jié)果的醫(yī)院向?qū)I(yè)數(shù)據(jù)公司購買應(yīng)用平臺(tái)，醫(yī)院購買應(yīng)用平臺(tái)后，可以接入醫(yī)院信息系統(tǒng)，依據(jù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)院診斷病情，并且治療方案也進(jìn)行決策支持。

6. 建設(shè)完全數(shù)字化醫(yī)院

完全數(shù)字化醫(yī)院要求在核心商業(yè)關(guān)系、核心業(yè)務(wù)流程和核心資產(chǎn)三個(gè)部分完全數(shù)字化?？梢岳斫鉃獒t(yī)院信息化的最終目標(biāo)。目前醫(yī)院普遍先從核心業(yè)務(wù)流程開始進(jìn)行數(shù)字化。按照米歇模型，最高等級(jí)是高集成化高適應(yīng)度系統(tǒng)，在信息系統(tǒng)發(fā)展階段方面達(dá)到最高的階段：更新階段，在綜合運(yùn)用水平方面達(dá)到最高等級(jí)的全員素質(zhì)。下面分三個(gè)部分闡述完全數(shù)字化醫(yī)院的概念。

（1）重要商業(yè)關(guān)系完全數(shù)字化。重要商業(yè)關(guān)系包括客戶、供應(yīng)商和員工。對(duì)醫(yī)院而言，客戶就是病人，各大醫(yī)院病人的病歷已經(jīng)普遍已經(jīng)數(shù)字化，但是幾乎都是局限在本醫(yī)院看病時(shí)的信息，在其它醫(yī)院看病的信息卻是互相隔離的。未來，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算更加成熟的階段，病人可以找到屬于自己的更加完整的病歷，醫(yī)生在診斷需要的時(shí)候，可以從系統(tǒng)中找到病人的歷史病歷。供應(yīng)商方面數(shù)字化，現(xiàn)在醫(yī)院普遍沒有做，范圍很廣，例如：藥品、醫(yī)療器械、消耗材料、護(hù)工服務(wù)等。供應(yīng)商部分通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，還需要做很多工作。人力資源部分大型公辦醫(yī)院已經(jīng)接近完全數(shù)字化。

（2）通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)來完成核心業(yè)務(wù)流程。醫(yī)院的業(yè)務(wù)流程可分為兩類：服務(wù)流程和管理流程，服務(wù)流程主要包括：門診流程、急診流程、住院流程、臨床流程、檢驗(yàn)流程、護(hù)理流程、手術(shù)流程;管理流程主要包括：供應(yīng)鏈管理、人力資源管理、財(cái)務(wù)管理。供應(yīng)鏈管理與前面所述重要商業(yè)關(guān)系有所交叉，在更加成熟的信息系統(tǒng)中，應(yīng)該放到前面第一部分，做成完整的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。

（3）公司的核心資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。醫(yī)院的核心資產(chǎn)包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、核心能力、財(cái)務(wù)和人力資源。這部分可體現(xiàn)在醫(yī)院的管理流程中，但是，完全數(shù)字化提出更高的要求，要求關(guān)鍵業(yè)務(wù)決策支持所需的任何信息可以隨時(shí)隨地獲得。此外，還需要提供數(shù)據(jù)分析的能力。

完全數(shù)字化醫(yī)院在概念上分為三個(gè)部分完全數(shù)字化，分別是商業(yè)關(guān)系、業(yè)務(wù)流程、資產(chǎn);在實(shí)際操作上細(xì)分為服務(wù)流程與管理流程兩個(gè)部分。

7. 結(jié)論

綜合以上分析，醫(yī)院信息化的目標(biāo)是完全數(shù)字化?；诖髷?shù)據(jù)建設(shè)完全數(shù)字化醫(yī)院，在管理方面，醫(yī)院需要?jiǎng)?chuàng)建組織的信息系統(tǒng)戰(zhàn)略，優(yōu)化幾乎所有的業(yè)務(wù)流程以適應(yīng)信息系統(tǒng);在組織方面，構(gòu)建IT基礎(chǔ)設(shè)施，調(diào)整組織文化以便適應(yīng)醫(yī)院數(shù)字化，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析在診斷、治療、人力資源管理等方面。在技術(shù)方面，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)以及軟件技術(shù)等，部署相關(guān)應(yīng)用軟件。

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基金項(xiàng)目：2020年廈門市社會(huì)科學(xué)調(diào)研項(xiàng)目“基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)利用BI決策支持系統(tǒng)，優(yōu)化廈門住院診療流程保障患者安全利益的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：廈社科 研[2020]C23）。

作者簡(jiǎn)介：周寶建（1965-），男，漢族，福建省廈門人，福建廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院副教授，碩士，研究方向：信息管理、信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析。

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