华西医院:“战疫”背后部署数字援军

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  来源:《哈佛商业评论》中文版  2020年初的新冠疫情大流行期间,一些医疗“黑科技”的应用加快了治愈中华大地的进程。比如华西医院就通过大数据研究平台,搜集疫区早期流动人口的变化规律和轨迹、防控诊断和治疗康复等不同阶段的信息,进行分析研判,为疫情防控的科学决策提供了参考依据。同时,医院的科研人员还通过AI智能分析技术对肺部影像进行医学影像分析,让诊疗速度大幅提升,诊断精准度提高30%。

来源:《哈佛商业评论》中文版

2020年初的新冠疫情大流行期间,一些医疗“黑科技”的应用加快了治愈中华大地的进程。比如华西医院就通过大数据研究平台,搜集疫区早期流动人口的变化规律和轨迹、防控诊断和治疗康复等不同阶段的信息,进行分析研判,为疫情防控的科学决策提供了参考依据。同时,医院的科研人员还通过AI智能分析技术对肺部影像进行医学影像分析,让诊疗速度大幅提升,诊断精准度提高30%。

数字进化、智能进化、更具智慧的疾病风险管理、诊疗体系在疫情期间大有作为,也成为医疗体系发展的重要趋势。《智慧医院行业趋势报告》显示,目前智慧服务已覆盖超过50%的医院,方便患者预约挂号、在线支付、结果查询等。同时,医院也正通过数字化建设推动临床诊疗规范、合理用药,提升病理分析能力、医学研究能力等。而医疗大数据、科研平台、物联网等新技术的应用,将是标杆医院引领医院数字化潮流的风向标。

那么,数字化转型将在多大程度上提升一家医院的诊疗能力、管理能力与研发能力?医疗体系又该如何一步步走向数字化、智能化?四川大学华西医院信息中心主任师庆科向我们介绍了华西医院4年来的数字化建设历程。

华西医院:“战疫”背后部署数字援军

数字科技重构医疗架构

2015年,华西医院正式启动数字化医院的建设,并首先选择与患者距离最近的门诊医疗服务领域切入,以更好地服务高达2万人次的日门、急诊需求。4年后,华西医院正式获批增加“四川大学华西医院互联网医院”作为第二名称,成为四川省首批落地的“互联网医院”之一。这意味着患者及家属能够直接通过网络平台就医,并开具入院证、检验医嘱或药品处方,也可在线上完成预约、缴费、药品配送申请等。

这种线上的服务能力的重要性在疫情期间尤为凸显。众多慢性病、常见病、多发病的患者可以通过线上医疗减少进入医院的频次,从而减少接触传染的风险。为了提升互联网接诊的精准性,华西医院还开发了人工智能初诊、360度医疗画像等功能,帮助医生更好地了解患者的病情。“在互联网诊疗层面,医生和患者接触的时间比较少,虽然可以通过视频、音频、文字、图像交流,但不如面对面交流深入。”师庆科提到,“所以,我们用到了一些科技手段,比如基于人工智能的初步问诊,再把这些信息同步给医生,让医生在接诊之前就对患者的基本情况有一个初步的了解。另外,我们会进行数据集成,把患者的全部诊疗历史建立一个360度治疗画像,这其实也增强了医生对患者基本情况的了解,让治疗的过程更有针对性。”

在门诊医疗领域的数字化建设不断深入的同时,华西医院也在同期推进第二阶段转型工作,其重点放在医学信息、数据、知识的数字化与医学研究能力的数字化上。目前,华西医院已经部署了基于医疗大数据的科研平台,让医生可以更加便捷地应用临床数据。“以前,医生在做某一个病种的研究时,会专门和数据服务中心提出需求,需要哪些疾病编码、哪些临床数据,再由我们定制提供。但现在医生可以直接像使用搜索平台一样,填写条件、调取数据。”师庆科介绍到,此举带来的最明显的收益,就是效率的提升。2019年全年,华西医院数据服务中心通过人工手段完成数据服务需求1600多次,而在今年8月科研探索平台小范围测试阶段,一个月的时间内便完成830余次数据探索。“如果我们把平台向全员开放,我们利用数据的能力和以前就不在一个层面上了,可以让这些数据发挥更大的作用。”

大数据不仅帮助华西医院提升科研能力,还让医院的管理能力实现进化。一方面,华西医院建立了管理数据仓库,并进行应用开发,建立了门诊管理、住院管理、手术管理等平台。同时,华西医院也在基于医疗数据研判患者需求的变化趋势,并调整医院的服务模式。譬如,基于门诊就诊量、预约比例的分析,能够帮助华西医院更合理地安排接诊医生的数量。而当挂号、缴费等就诊流程从人工窗口迁移向自助设备,医院也开始筹备减少人工窗口,改造为采血点的医疗服务设施,提升检查效率。另外,基于门诊数据的预测模式还可以预估每月门诊收入的大致范围,更好地辅助管理决策。

目前,在医疗云平台的基础上,华西医院实现了云管理平台、医联体智慧管理指标分析平台、科研工作站、临床大数据搜索引擎等9套应用的整合。医疗体系的架构正在被数字科技重塑。

华西医院:“战疫”背后部署数字援军

部署数字大脑的两道门槛

虽然目前华西医院已经在数字化建设方面取得了诸多成果,但在数字大脑的养成与部署过程中,华西医院还是遇到了不少难题。首先拦在华西医院面前的,是技术实力的短板。“医院信息中心的人员以往主要负责业务系统的建设,处理流程性的问题,而不会太多地去处理数据的问题,所以在知识结构上,对大数据的应用,或者对于人工智能的运用是有知识缺陷的。”师庆科坦言,“这个时候我们就需要去引入其他技术方的帮助。”

2018年起,华西医院开始在全国范围内物色数字化建设的合作伙伴,历时7个月完成对30余家技术企业的测试工作。最终,新华三成为华西医院底层能力建设的合作伙伴,双方一个负责顶层规划,一个负责技术支持,共同摸索医疗机构数字化建设的高效路径。“我们和新华三其实是合作关系,目前来说不是商务的关系。”师庆科称,“因为我们并没有先例可以参考,没有成熟的商务模式,需要双方一起去开拓。”

举例来看,医疗大数据的独特性对底层的存储、调度、计算能力提出了很高的要求。以华西医院常见的基因测序工作为例,一次全基因组检测将产生200GB的原始数据,完整测序更将至少产生4TB数据,并且数据压缩率极低。对此,新华三通过云平台的资源弹性伸缩能力,解决了峰谷效应造成的资源浪费,提升资源利用率,同时实现了基因数据分类存储,方便了数据的分析和处理。如今,华西医院的大数据平台形成了上万张医疗业务的模型表和汇总表,最大单表有千万条数据,高峰期有上百个计算任务同时运行。

另外,医学数据具有稀疏性的特征,不是每一项指标都有相应的数值,同时,不同医院、地域医疗系统间的数据标准并未统一。这让数据治理工作的难度陡增。为此,新华三从数据标准、数据质量和数据安全三方面入手,协助华西医院打造了从底层资源到数据仓库,确保数据安全的基础上进行全面分析和处理,并定制化开发了医学算法库,通过算法库增强跨学科、跨团队的交流。

在解决技术难题之余,数据意识的养成也是华西医院在管理层面面临的艰巨课题。最终数据能力要落实在医疗体系管理或医疗临床决策上,而要让数据能力最大限度地发挥,也需要充分调动人的能动性。“我们希望管理、临床层面对我们的数据有要求,然后我们可以用数据去满足他的要求,去解决难点和痛点的问题。我想很多医院在利用数据进行管理和医疗决策上,实际是还没有做好准备的。”师庆科称,“我们还没有想好怎么能够让数据在我们的管理的过程中发挥更好的作用,或者还不习惯用数据去处理一些问题,这个也是需要我们慢慢去培养、建立数据化的意识,建立知识决策、科学决策的意识。”

目前,华西医院正在积极推广基于数字化平台来工作的理念,譬如通过电视晨会等方式进行宣讲。而在一线工作中,华西医院也会在数字化建设中尽可能地调动多部门的力量,譬如邀请医生一同加入医学应用的研发,在统一的开发平台上,让更多人加入到数字化建设的进程中来。“随着这种工作开展的越多,我们产生的成果越多的时候,实际也会反过来再来促进大家对数字化平台的利用和应用,形成一个螺旋上升的过程。”师庆科称。

华西医院:“战疫”背后部署数字援军

从数字化到数智化

当下,AI技术的进步正在给数字化建设带来新的可能性,数字化向数智化的进化成为大势所趋。华西医院自然也对于数智化医院的建设进行了相应的顶层设计。“智能化的建设有三个层级。”师庆科介绍称。

第一个层级是感知能力的建设,正如同人有五感,通过视觉、听觉等收集外界信息,在一个医疗机构中,物联网、可穿戴设备正成为重要的感知器官,能够更可快速、全面地采集患者的诊疗信息。第二层级是数字大脑的建设。感知器官将数据集中在一起后,大脑便要开始高效地处理和分析数据,准备为后续的行动发出指令。第三层级是以数字大脑的分析、洞察指导实际应用。

随着终端设备技术的不断进化,医疗体系在感知能力层面已经有了相当程度的提升。诊疗流程的互通互联、检查设备本身的物联网化等都让大量信息快速被传递至数字大脑中。而华西医院数字大脑本身的能力还有待提升。

师庆科常用人们对AR/VR的感受举例:“人们现在看AR或者VR的时候会头晕,是因为视觉感知器官收集到的信息和运动器官收集到的信息是分离的。”眼睛告诉大脑我在快速运动,运动器官却告诉大脑我是静止的,大脑如果无法处理这种复杂甚至矛盾的数据信号,整个系统就会发生问题,在人体中,人们会感到头晕甚至想要呕吐,在医疗系统中数据分析与决策将走进死胡同。

“后面我们会去做的,是提升华西医院数字大脑的基础能力、算力,这是我们需要重点建设的。不然我们的这个大脑就感觉是一个比较笨的大脑,没有深入、快速、全面思考的能力。”师庆科表示。当下,华西医院就正在与新华三联手构建医学模型,降低了AI开发门槛,以AI能力赋能诊疗与医学科研。疫情期间,科研人员正是在AI技术的辅助下分析患者的肺部医学影像,大幅提升诊疗速度。

在数字化、智能化的风潮之下,数智化医疗体系的蓝图正缓缓展开。在完成科研探索平台的内测之后,华西医院将于近期正式向全院开放这一平台。同时,更多院外的合作伙伴、医联体内的多家医院也将逐步接入这一医疗数据平台当中。“这样我们至少能够实现医联体内对于常见病和多发病的诊疗水平、诊疗质量的同质化,管理上面可能达到同样的标准。”师庆科称。而这也将有望成为解决医疗资源分配问题的有效手段。

华西医院:“战疫”背后部署数字援军

数字大脑计划的价值体现:

“医疗数字大脑”正帮助华西医院深化数字化转型,其价值体现在:

●数字化的组织架构与基于数字大脑的智能技术改变了医疗体系的管理、业务模式,提升了门诊体验、研发效率、管理水平,为患者、医师、管理者都带来了明显收益。尤其在疫情期间,医疗数字大脑助力华西医院开展无接触就诊服务,提升诊疗效率,帮助巴蜀大地更快的治愈。

●医疗行业的技术化革新由来已久,目前医院引进的检测治疗设备、服务终端的挂号收费等仪器往往已经搭载物联网、远程协同等功能,但终端的进化也需要数字大脑的同步进化加以支持,以提升终端数据的治理与利用效率,并更好地基于数据指导一线医疗工作。

●更智慧的业务决策:通过对医疗数据的收集,华西医院在诊疗、管理两大层面实现更加智慧的业务决策。诊疗层面,医生可根据人工智能初步问诊信息、历史诊疗数据画像更全面地了解患者的相关信息,提升治疗能力。而AI技术的使用,更在疫情期间提升了医学影像判断的效率与准确度,助力疑似患者的排查工作。管理层面,通过对诊疗、门诊流程数据的分析,华西医院能够更科学地安排出诊医师,更科学地布局院内服务设施,从而让患者的就诊更加便捷。

●更及时的业务响应:数字大脑极大提升了业务的响应速度。譬如在科研探索中,数字化平台的建设让医生获取数据的方式从手工时代进入到数字时代,医生可以通过搜索,实时获取数据,医院数据服务中心处理数据需求的效率从一年1600次提升到一个月830余次。而在管理层面,华西医院通过大数据预判病患流量、收入范围等信息,一旦出现异常值,则可被快速发现、快速响应。

●更可靠的业务保障:新华三助力华西医院建立起可靠的底层数字能力,通过由一个门户、N个业务平台、N个数据中心构成的“1+N+N”架构,华西医院以功能全面的云平台、定制化的统一门户、统一的管理模式形成完善而灵活的数字化架构,为诊疗、医学研发等项目提供坚实的基础保障。

专家观点

华西医院:“战疫”背后部署数字援军

四川大学华西医院信息中心主任 师庆科

互联网医疗、数字化建设在疫情期间大规模发展。但在疫情之前,国内的很多医院就已经在推动这个工作,它不只是解决了疫情期间的短期问题,实际上是改变了整个医疗服务的模式和体系。而这个新的医疗服务模式和体系,对医疗资源的合理利用,对于我们患者更便捷的获得医疗服务,都有很大的推动作用。

具体到数字化建设上,有三个主要的工作层级。第一是对算力、存储等基础能力的建设;第二个是数据资源的建设,医疗数据本身的治理、处理;第三层级是应用。在选择技术合作伙伴的时候,我们会在底层、基础能力建设的部分选择固定的合作伙伴,保证平台能力的稳定,提升基础能力的底线,而在应用层面,可以百花齐放。

《哈佛商业评论》中文版点评

《哈佛商业评论》对企业数字化转型话题的关注旷日持久,我们发现,华西医院在数字化能力培养过程中面临的主要困境,其实是大量正在数字化转型中的机构和企业面临的共性问题,这也让其解决问题的思路具有普适的参考价值。

一方面,谈及数字化建设,机构和企业往往会首先想到引进先进的机器设备或平台工具。比如在医疗领域,人们往往会关注到更先进的数控医疗设备。但正如师庆科所言,这些设备是感知器官,更重要的是如何通过数字大脑的部署,将技术工具的能力连接起来,并进一步培养综合的分析判断能力。

另一方面,绝大部分机构和企业内部的技术能力不足以支撑庞大的数字化建设工程,对于外部技术合作伙伴的需求是相当旺盛的。而在选择合作伙伴时,华西医院的思路也值得参考,即着重底层能力的建设,选择可靠而固定的合作伙伴,但在应用层面可更加开源,将多方力量纳入应用的开发体系。

今年疫情期间,医疗系统的数字化能力,如远程医疗、基于医疗大数据的疫情走势预判、基于AI技术的诊疗效率提升,都帮助我们快速控制并战胜疫情。未来,医疗系统的数字化转型也有望通过数据资源的打通、数据平台的开放,推动医疗水平的同质化与医疗资源的合理分配,这将成为医疗系统数字化转型的最大价值。

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