借助工業4.0提升醫院智能化水平

文曉臨

（徐州市中心醫院信息科，江蘇 徐州 221009）

近年來，發達國家利用技術優勢，已經把互聯網技術從民用領域介入到工業生產領域。德國最早提出了“工業4.0”戰略概念，逐步構建起未來工業生產的新途徑、新體系［1］。醫療服務是一項傳統服務行業，目前在絕大多數醫院已經擁有HIS、LIS等信息系統來對醫療服務提供支持，但這種缺乏頂層設計碎片式、孤島式數字化滾動發展方式，不能實現人工智能輔助等先進功能。本文在探索醫療與信息智能化深度融合的過程中，基于工業4.0的理念，提出了新的AI-HIS設計方案。

1 應用工業4.0技術提升醫院智能化水平

經過了數十年的發展，從單機版財務系統到以電子病歷為核心的高級HIS系統，醫院信息化系統已經多次迭代，在我國醫療衛生系統得到廣泛應用，社會效益和經濟效益都非常明顯［2］。隨著工業4.0也就是智能制造業的出現，在現有醫院的信息化系統的基礎上融入人工智能輔助，轉型為更加高效的智能醫院系統［3］。借助人工智能和機器人替代醫院內很多通過人工完成的工作，這將是未來醫院AI-HIS系統的核心。

1.1 智能藥品流通

這套系統主要包含門診和病區發藥智能機器人和包藥噴碼機、智能送藥物流系統、院內藥品倉庫智能補貨的供應鏈系統等。藥品作為在醫院中流通的重要物品，其需求量是巨大的，藥劑科工作人員分為門診藥房藥師、病區藥房藥師、病區送藥技師、庫房管理技師和采購人員等。以擁有3 000張住院床位的三級甲等綜合性醫院為例，一般需要超過200名藥劑相關工作人員才能維持日常的工作。使用自動發藥機和自動包藥噴碼機分發和包裝藥品，通過傳送帶或自動軌道導引車分發至各病房樓，再通過氣動傳輸通道分發到位于不同樓層的病區，可以節省大量的人工崗位。AI輔助系統還可以根據目前在庫的藥品的品類和數量以及AI-HIS系統對近幾日用藥情況的預判來做出當日的建議采購藥品清單，盡量減少藥品在醫院的庫存量，同時也可以保證全院患者對藥品的需求。同時，系統還會記錄各批次藥品的流向，自動化發藥設備會使用激光掃描槍掃描藥品分包裝的二維碼或者由射頻探頭讀取藥品RF標簽，并隨即把數據資料上傳至云端，生成大數據供系統實時分析［4］，配合患者的體征指標大數據，不僅能實時檢測患者用藥效果反饋給臨床醫生，還可以在發生藥品不良事件時，可以根據大數據溯源跟蹤，及時召回相關藥品。

1.2 智能設備管理

在醫療專用設備使用過程中，由AI-HIS系統隨時抓取各種數據，包括醫用耗材的使用率、工作狀態、耗材需求、故障信息、維保提示、質控參數等，經過數據分析后，人工智能系統每天生成耗材補充需求表、設備維修保養提示、設備更換建議和成本效益分析等輔助決策數據等信息［5］，供設備管理人員及時有效的進行管理。同時，AI-HIS還會根據設備忙閑狀況給需要做多種檢查的患者推送合理的檢查順序，避免一些檢查項目排長隊同時另一些項目的設備閑置的情況，通過云端大數據計算分析來整合所有設備，形成一個可以自行認知計算的智能化協同設備生態系統。在不同生產廠家、不同型號的設備之間，通過統一的DICOM數據標準，建立涵蓋患者全生命周期按敘時順序記錄的影像檔案，并且存在云端服務器上，支持網上遠程影像診斷并可供患者通過掃描專屬二維碼在任何地方任何時間調閱影像數據，節省膠片打印費和等候時間，簡化、加快跨院診斷和多方聯合會診。

1.3 智能管理輔助決策和臨床輔助決策系統

在大型綜合性醫院中，經常會遇到由于一些疾病的季節性發病率不同造成的不同?？苹蛘咄粚？频牟煌瑏唽I之間的患者數量變化。這種情況會造成醫院整體的床位使用率偏低。通過AIHIS的大數據處理，每天抓取患者第一診斷的ICD-10代碼，可以有效的判斷出季節性疾病在一年中的高發期和低發期，并根據這些數據生成動態的各?？坪蛠唽I的床位數量分配，解除各病區綁定專科或亞專業的患者收治限制，動態提升醫院的床位使用率，為更多的患者提供醫療服務，同時也提升了護理工作的效率。臨床智能決策支持系統與醫生的工作流程相融合，醫生可在工作流程中實時獲得決策支持［6］。如各種事件智能監視軟件可以在臨床醫生完全不干預的情況下發出相應的警告和提示、智能檢索大數據和已經收錄的知識庫，輔助下達醫囑等。

1.4 智能個性化醫療

AI-HIS對患者的既往就診數據進行讀取和分析，主動對患者進行認知。根據患者的既往病史、門診就診記錄、歷次住院情況、偏好的專家、偏好的病房、住院期間所訂餐食、經濟承受能力、出院病人滿意度調查和患者反饋建議等就醫習慣和生活習慣以及患者的家庭情況、遺傳病史等信息，為患者量身定制醫療解決方案［7］，包括推薦主診醫師、推薦病房、推薦護理人員、推薦在院期間的餐食等，為患者打造智能的個性化醫療，更好的滿足患者全方位就診需求，提升患者就醫體驗，提高患者滿意度。

1.5 3D打印和手術機器人

近年來，隨著3D打印技術的普及，一些接觸或者植入人體的器械，通過高度定制化的3D打印可以與人體完美契合，如假肢、助聽器、齒科手術器械等體外醫療器械和骨骼、關節、瓣膜、金屬固定架等永久植入物。這些由3D打印制作的器械比原有通碼產品能給患者提供更好的使用體驗。此外，由“達芬奇”手術機器人為代表的智能手術輔助系統也出現在醫療領域，手術機器人的應用，突破了傳統手術的“四大極限”，也就是人眼的極限、人手的極限、微創的極限和醫生精力的極限，給外科手術帶來了革命性的變化。在不遠的未來，智能機器人外科手術系統將會改變傳統的手術模式，甚至傳統的疾病診療模式。

要打造上述智能醫院各種功能，需要醫院在信息化建設上不能局限于做好日常管理工作，要有中長期規劃和持續的資金、人力的投入，逐步實現各項功能，并結合本地區、本單位實際情況靈活開發一些輔助程序，覆蓋更多的智能化邊際需求。

2 智能醫院的建設收益

通過醫院智能信息系統AI-HIS的建設，可有效提升醫院的綜合生產率和運營力，為患者提供個性化醫療和精準醫療，并為患者建立全生命周期的醫學影像、醫學檢查專屬數據庫［8］；在臨床智能輔助決策系統的幫助下，提升診斷率和患者救治成功率，并降低患者就醫成本和住院周期；在醫院管理智能輔助系統的主動干預下，可以減少藥品和耗材的庫存以優化醫院現金流，優化醫療設備使用率并增加使用壽命，動態調整床位提升床位使用率，減少醫院非醫療崗位的人力成本。未來通過國內醫療知識庫數據平臺的建立，還可以在各級醫院間實現大數據檢索來實現精準救治，并可以根據患者檢查體征數據輔助臨床路徑入徑，實現醫療服務的全面提檔升級，為醫院創造更高的社會效益和經濟效益。