機器人流程自動化技術提升醫療數據應用價值探析

文 | 中山大學附屬第六醫院 李哲青 趙雨 俞臻 周郵

中山大學計算機學院軟件工程與應用研究所 余陽

一、引言

2016年，國務院印發《“健康中國2030”規劃綱要》提出發揮科技創新和信息化的引領支撐作用，2021年，國務院辦公廳發布《關于推動公立醫院高質量發展的意見》提出強化信息化支撐作用，2023年2月，中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》，提出在醫療等重點領域，加快數字技術創新應用。提升醫療數據應用價值支撐醫院實現高質量發展。其過程實現在于如何在諸多數據應用約束條件下發揮數據價值。數據應用面臨著諸多約束條件，從時間維度，存在對數據緊急需求的高響應要求，如疫情期間需要在第一時間掌握關鍵醫療業務和運營指標情況；從系統維度，存在集合和分析不同管理范圍或業務領域互聯互通數據的要求。此外，在醫療數字時代建立數據資產、最大化發揮數據價值的前提是擁有高質量數據。而在數據產生的過程中，因為醫療業務早期流程規范化程度不高、數據建模水平參差不齊、系統化建設不完善等原因，導致數據結構化程度不高，歷史數據難以應用。綜上所述，由于數據應用面臨的諸多約束和數據質量的參差不齊，單純依靠系統建設無法滿足醫療數據的靈活應用。

機器人流程自動化技術是一種通過模擬人類與計算機的交互過程以實現工作流程自動化的軟件技術，它能夠靈活采集非結構化數據，因具有非侵入式建設特點，也能夠高效響應數據采集及處理需求，對提升醫療數據應用水平具有較高的價值。

二、機器人流程自動化技術

機器人流程自動化（Robotic Process Automation，RPA，以下簡稱“RPA”技術），其前身是由發明家喬治·德沃爾在1954年向美國政府提出的一項專利申請，即一種用于工業生產的“重復性作用的機器人”。

在醫療數據應用領域，從技術實現角度，RPA可以基于一系列標準規則，抓取并解析現有應用程序來操作數據、觸發響應、并與其它信息系統進行交互；基礎功能包括對非結構化存儲介質上的數據，例如網頁、郵件和word版存儲的數據進行采集和結構化存儲；對電子病歷非結構化數據進行采集和結構化存儲；對數據執行規則性判斷、實現對內和對外系統的數據下載、搬運、匯總和比對等；從技術特點看，RPA擅長通過非侵入方式，與各類數據存儲媒介進行對接，實現與非系統化存儲或不支持系統點對點對接方式進行的數據自動化采集。

本文接下來的部分將介紹當前RPA技術在醫療領域的應用情況，總結RPA技術及項目實施特點。在分析RPA技術實施可行性因素的基礎上，提出一個可行性決策概念模型。最后結合醫療數據業務特點，對RPA技術在醫療領域的應用趨勢做簡要展望。

三、應用案例

目前，全球范圍內，RPA在財務、審計、工業等領域均有成功的應用案例。在我國，目前，RPA技術應用也多集中在金融和財務方面。在醫療領域的應用，目前可見的代表性案例多數與財務工作相關，疫情期間需求的緊急上報任務也有采用。

某三甲醫院為省屬醫療機構，開放床位1600余張。截止2020年，該院已建設完成涵蓋六大領域的近百個信息系統。2021年初，上線互聯網醫院。同時建立集成平臺、數據中心以及一體化醫護工作站，該院已進入以電子病歷為核心的系統間互聯互通，數據共享的信息化建設階段。自2020年以來，該醫院陸續開展了疫情數據上報、省衛生健康統計信息數據上報、每日運營數據上報、表單制作、報表二次加工等工作流程自動化改造，取得了良好的應用效果。

（一）疫情數據上報

自2020年1月起，該院陸續接到各級醫療機構管理部門下達的若干項涉疫情業務數據上報任務，上報周期類型包括日報、周報和月報；媒介包括微信小程序和網頁；類型包括具體數值、Excel文檔和zip文件包；內容包括醫院業務基本指標和涉發熱門診所有就診患者的基本信息、癥狀信息、診斷信息、實驗室檢驗信息、輔助檢查信息、處方信息和費用信息。最終，該醫院數據管理部門成立RPA項目組，部署RPA技術應對此類上報工作。RPA部署前，通過人工方式，需要三位系統管理員，一周七天不間斷每日各花費3至5分鐘，登陸三個獨立的業務系統數據庫，按照日期更新數據源ETL語句進行查詢并導出四個查詢結果文檔，按照上傳要求轉存為zip格式后，存放在共享文件夾中，最后統一由一位同事登陸并打開上傳網頁完成文檔上傳。RPA部署后，三位系統管理員開放數據庫和視圖查詢權限，由RPA機器人在每天的特定時間段完成文檔的導出、存儲及上傳，并在監測到上傳成功后，發出信號，完成上報任務閉環。經測算，由RPA機器人自動上報，可以節省人工累計每天20分鐘工作時長。

（二）省衛生健康統計信息直報數據上報

這項上報任務工作量大，份量重。涉及月度、季度和年度上報，涵蓋門診、住院、醫技三大業務類別；工作內容包括37張病案系統報表生成、8個界面填報、14張EXCEL數據源表格整理和125項指標填報及核查。該項工作所統計指標，對外報送省、市、區，對內為院內臨床、管理部門廣泛使用。在2020年以前，該項業務花費醫政處一位同事每個月3個工作日全程處理，37個臨床病區配合打印并提交1000余頁病區動態表日志，22個門診和平臺科室配合提交工作量，存在多項指標復雜計算過程，例如跨多張報表加和多項指標得出一個最終上報指標數據。

2020年底，項目組結合流程自動化技術選型，在項目前期，走訪18個科室、調研35個工作流程，確定自動化改造范圍，將數據源明確、操作規則明確、重復性高的有效工作流程，圈定為改造對象；項目中期，項目組優化圈定的工作流程，并基于可視化RPA軟件實現流程設計和運行；項目后期，項目組進行工作流程測試和試用，最終完成該項業務的流程自動化上線。

該院在2020年陸續完成了6項RPA技術應用案例。項目工期方面，不同于傳統軟件開發項目，RPA項目開發和版本迭代速度快，工期短；成本方面，RPA技術能夠提高特定業務流程處理時間，提升業務效率，且無需對現有系統做接口改造；質量方面，RPA技術規范了數據處理流程，減少了人工機械化操作造成的失誤，并且幫助業務人員將更多精力用于業務流程優化和督導，優化了人員工作結構。

表1 案例任務優勢匯總

通過以上案例可以看到，RPA技術可以解決一線數據業務流程中機械化操作帶來的痛點。將其作為醫療機構數據中心或數據平臺向用戶提供服務的最后一里地的技術補充，以更好的靈活性快速響應用戶需求，節省人力投入到更高附加值的工作中，提高臨床服務價值。

四、RPA項目可行性決策概念模型

作為計算機自動化技術的一個分支，RPA技術和其應用的業務環境具有突出特點。傳統醫療IT項目通常是針對院內主營業務各相關業務節點的工作流轉做系統自動化，例如為患者開立檢驗項目流程，該流程包括掛號、開立、結算、報到、樣本采集、結果采集、完成報告七個業務流轉場景，主要角色涉及患者、醫生、檢驗人員、收費人員四類業務人員。RPA技術應用場景則更多是針對一位業務人員角色的一條業務流程做流程自動化，例如數據上報流程，該流程包括數據采集、指標整理、核查、上報和質控五個步驟，主要角色為一類統計業務人員。前者的項目實施可行性分析重點在業務功能節點的可實現性；后者的項目實施可行性分析重點在選擇合適的自動化改造流程并做好項目評價，而這一思路并不為傳統醫療IT工程師、項目經理或醫療業務人員所熟悉和擅長。但是在RPA項目立項之前進行充分的可行性分析對整個項目的實施起著至關重要的作用，決定了項目的成敗。項目組綜合現有國內外應用案例，結合本地項目實施情況，基于概念模型理論，提出了一個RPA項目可行性決策概念模型，用于指導RPA的可行性決策分析。

該模型實體包含組織目標、項目目標、組織結構、流程特征、項目范圍和項目評價。實體定義及關聯關系如圖1。

圖1 RPA項目可行性決策概念模型

組織目標：是計劃實施項目的組織的發展及運作目標。它是在做RPA項目可行性分析決策首先考慮的中心要素，是否需要做某業務流程自動化改造、是否需要采用RPA技術以及是否能夠組織起來足夠的資源以支撐項目運行和維護，是需要以組織目標為框架進行衡量和決策的。RPA項目實現目標和實施項目的組織的工作內容及目標的擬合程度決定了RPA項目是否能夠順利實施和運維。

項目目標：是RPA項目的實施目標。在組織目標的引導下，RPA項目通常可以在業務流程優化、業務效率提升、改善業務輸出結果和優化人員配置方面達到既定目標。明確的項目目標為項目的組織結構和項目范圍的確定提供引領。

組織結構：是RPA項目實施的項目組人員結構。不同于傳統IT項目，RPA項目對業務人員和后期維護人員對項目流程和技術實現的參與度有更高的要求。一個RPA項目組需要包括的人員角色有項目經理、業務管理人員、業務流程人員、開發人員、IT人員和維護人員。一個完整的、人員能力充足的人員架構是項目成功的必要條件。此外，業務管理人員對業務流程的優化能力、業務流程人員的配合度和信息技術接受程度是尤其需要確定的因素。

流程特征：是RPA項目擬改造業務流程的特征。適合進行RPA自動化改造的業務流程具備五個特點。一是規則明確，標準化程度高，不需要人工判斷和干預；二是不包含太多的流程例外；三是不一定是最耗時的流程，但是該流程的重復性強；四是該流程不支持系統對接；五是從組織目標角度、成本角度或可行性角度分析，在可見時間范圍內，該流程無相應軟件開發計劃。

項目范圍：是RPA項目的實施范圍，包括項目實施建設范圍、業務人員范圍和建設時間范圍。明確的項目范圍可以有效保證項目完成的質量和時效性。對業務流程的充分理解是明確項目范圍的關鍵。

項目評價：評價指標包括全職人力工時、管理者/業務人員滿意度、投資回報率和處理結果正確率。其中，投資回報率要考慮到，隨著流程自動化數量的增加，RPA技術應用軟件和硬件的費用增加。

在對業務流程進行RPA技術實施可行性分析階段，需圍繞組織目標，從項目目標開始逐一對以上要素進行評價，并在最后階段，通過項目評價，對項目目標進行調整。整個過程循環若干次后，決策者將會對是否采用RPA技術實施某業務流程自動化、項目實施所需資源有較為清晰的認知，從而支持后續項目的順利進行。

五、應用趨勢展望

公認RPA 技術的發展歷程為四個階段，為RPA1.0到RPA4.0。第一階段RPA1.0為輔助RPA階段，主要部署在個人電腦上，用于進行業務處理以提高工作效率。此階段的 RPA 缺點也十分明顯，難以實現端到端的自動化，無法實現規模應用；第二階段RPA2.0為非輔助RPA階段，其包含了當前所有流程自動化處理的功能，能夠編排工作內容，集中化管理機器人、分析機器人的表現等，缺點是仍然需要人工控制和管理RPA機器人；第三階段RPA3.0為自主RPA階段，其可實現成規模的多功能虛擬勞動力，且具備一定的高級分析能力，并與 ERP、BPM等業務應用系統進行集成，但無法處理非結構化業務數據；第四階段RPA4.0為認知RPA階段，也是未來 RPA 發展的方向。其運用人工智能、機器學習以及自然語言處理等技術，可實現非結構化數據的處理、分析、任務自動化接受處理等。目前，企業中的大多數RPA應用都集中在第二和第三階段。

結合醫療行業數據業務場景，項目組認為在數據上報、數據質控、系統操作和數據指標處理等應用領域，針對組織對新信息技術接受程度高、目標和規則明確、操作重復程度高的業務流程，RPA技術可以做可持續的應用擴展。下表列舉了潛在可應用RPA技術的業務場景：

表2 醫院應用RPA技術的業務場景示例

醫療數據業務需求的多樣化決定了數據的處理及應用方式方法也會是多樣化的。自動化思維一直存在于數據業務領域，作為一項可視化流程自動化技術，RPA技術有其獨特和可擴展的應用領域，并為醫院精細化管理、數據治理等工作提供支持，進一步提升醫療數據應用價值。