医学信息系统和数字化医院

§1.2　医学信息系统和数字化医院

一、从SARS事件看医学信息系统

2003年春季，突如其来的SARS疫情，使人们认识到信息化医疗体系的重要性。在防治SARS的过程中，信息技术发挥了非常重要的作用。

虽然我们国家的医学信息化建设已经实施了近30年，并且发挥了一定的作用，但从这次的SARS来看，我国的整体医学信息系统存在三个方面问题：一是基础设施不够坚固，通信系统、信道传输以及各级站点的建设都应该有通盘考虑，并要有预先的设置；二是信息内容规划得不够好，因为疫情监测和预警系统是针对特定的事件在特定的环境下进行工作的，需要上报哪些内容和数据，这些数据如何处理，如何去提供，如何才能得到最有效的决策信息和管理信息，这些都是非常重要的；三是信息的及时反馈和决策机制不足，及时整理反馈信息，并把这些信息整理给相应的决策机关、防疫部门和卫生行政部门。如何起到一个启示、警告的作用，这也是很重要的。

医学信息系统的作用显然是巨大的，整个运作既要高效、快捷、优质、低成本，还必须有整体规划和设计，通过培训相应的技术队伍和操作人员，使信息系统和业务管理系统能够紧密衔接和配合。如何充分利用社会资源建设好为全社会服务的医学信息系统是当务之急。

生老病死，是人生的大事，所以人是离不开医院的。有人开玩笑说，人这一生，其实是在进行着“从医院到医院”的一个循环。医院在人类社会生活中具有重要地位，而随着整个人类社会进入信息化时代，医疗系统的信息化也成为一种必然的趋势。

医疗信息化属于行业信息化，医疗行业作为与人民生活息息相关的行业，在计算机技术高速发展的今天，它的信息化就显得尤为重要。有关数据显示，西方发达国家的信息化投入占整个医疗卫生总费用的2％～6％，我国还远远没达到这个比例。目前我国每年的医疗卫生总投入约为4000亿元，其中信息化投入仅仅是4～5亿元的标准。按照国际标准，仅仅按照1％的信息化投入比例来算，我国医疗行业信息化每年都将有至少40亿元的市场容量。卫生部曾强调“国内三甲以上的医院都需要实行信息化管理”。据悉，目前中国有3万多家医院，其中有6000家是三甲以上的医院。未来几年中，我国将有超过70％的医院实现信息化管理，预计市场总量将达到200多亿元。对于为医疗卫生提供信息化产品的供应商，IT企业面对着一个非常大的一个商机。

二、势在必行的数字化医院建设

医学信息系统建设的目标是建设数字化医院，而且随着医学信息系统在医院的蓬勃发展，数字化医院的理念已经被广大医院所接受。

数字化医院在不同历史时期下有着不同的含义，根据国内外的医院数字化发展经历，可以把数字化医院的发展历程分为3个阶段。

1．管理业务数字化建设

20世纪70年代计算机在我国医疗行业中开始应用，最初的建设是从收费、统计、结算等医院管理业务开始的，医院的数字化建设一直是以提高管理工作效率、辅助财务核算为主要目的，管理数字化是这个阶段数字化医院建设的主要特色，建设的医学信息系统也主要以医院信息系统（HIS）为主。到目前为止，我国90％以上的大型医院已经实现了科室的数字化管理，近40％的大中型医院正在建设全院的数字化管理信息系统。

2．医疗业务数字化建设

随着影像归档和通信系统PACS（Picture Archiving and Communication System）、麻醉监护系统、检验信息系统、电子病历系统等在医院的兴起，医疗业务数字化逐渐成为数字化医院的发展重心。数字化医院建设不仅仅局限于对管理工作的数字化，还包括对医院所有医疗活动中所涉及的全部信息进行以病人为中心的数字化管理并综合利用。在目前已经应用信息系统的医院中，约有10％的医院正在尝试各类医疗数字化的信息系统构建。

3．以区域医疗为特色的数字化医院建设

从国外医院数字化建设的历程来看，随着各类区域性医疗网络、远程医疗以及社区医疗的发展，数字化医院将超越实际的地域限制，通过各种医疗机构的网络互联以及信息交换，实现全社会范围的医疗数字化。这是数字化医院发展的中长期目标。

目前，美国、日本等发达国家的医院数字化建设已经进入区域医疗阶段，即第3阶段。从我国的实际情况看，尚处第2阶段的初期。虽然大多数医院已经开始认识到医疗数字化的必要性，但面向纯粹医疗活动的各类医疗信息系统在医院的应用尚未普及。

因此，目前我国数字化医院的建设重点必须以医疗数字化为主，即着重发展医院内与医疗活动相关的各类信息的数字化管理和综合利用，实现诊疗工作的数字化以及医疗流程的自动化，并保证系统的开放性，为将来扩展到区域医疗打下基础。

三、建设数字化医院的要素

在数字化医院的整体解决方案中，各类医疗信息系统有举足轻重的地位。各类医疗信息系统的设计和实现、彼此之间的集成，是数字化医院建设成败的关键。要建设好一个数字化医院，必须具备的要素是：

1．信息技术和高新技术的应用　20世纪90年代以来，信息技术及其成果向卫生领域的渗透和推广应用，促进了医院高新技术的开发应用。发展高科技、引进新概念、应用新技术、推广新经验，是提高医院综合效益和竞争力的核心。数字化医院的运作是建立在各种应用系统之上，通过电子数据交换技术、多媒体技术、虚拟现实技术、中文平台技术、网络和数据库技术等，实现医院人、财、物、信息、时空的优化管理。另外，医院是技术、知识密集的单位之一，要通过信息化建设，增强发展高科技、发展知识经济和信息经济的宏观调控能力，为医院现代化、信息化建设提供强有力的技术支持。

2．医院工作流程的优化　传统的手工作业工作流程环节多、周期长，通道狭窄，经常发生工作的延误和堵塞。优化流程是数字化医院最重要的运行机制。计算机管理能彻底改造作业流程，管理部门、工作人员借助信息技术相互沟通，交流灵活，减少了环节，提高了效率，从根本上实现了“把时间还给医生、护士，把医生、护士还给病人”的目的。由此可知，数字化医院工作流程的优化是以为病人提供最佳医疗服务为基础的，即一切以病人为中心，努力争取最佳的医疗效果、最低的医疗费用、最短的医疗时间、最少的中间环节、最满意的服务质量。

3．医院管理模式的现代化　医院的信息化与管理模式改革是相辅相成的，离开对医院管理模式的改革，医院信息化是不可能真正实现的；离开医院信息系统的支持，管理模式的改革也是不可能成功的。因此，数字化医院必须实现包括医疗行为、行政组织、后勤保障等方面的全方位管理模式的规范化，信息化建设过程也是医院管理模式改造、重建的过程。任何先进的信息技术本身都不可能自然成为先进的管理模式，以先进的信息技术包装陈旧的医院管理模式是行不通的。医院管理模式的改革，采用最新的管理理论对系统的管理机制进行革新，使机构得到精简，流通环节简捷、科学、合理，实现了以病人为中心的管理等。

4．医院信息文化的营造　信息文化是数字化医院的重要内容之一，信息文化的建设对信息技术和信息系统在医院发挥作用具有非常重要的意义。实施信息文化工程，加强全员信息意识、信息观念的教育和培养，强化信息化的心理环境建设，一定有利于塑造医院物质、精神文化的良好形象。

5．领导群体的远见卓识　医院的各级领导对充分发挥医院信息系统的功能具有极其重要的作用。他们应具有一定的计算机知识，能率先应用计算机，大力支持信息技术的应用。他们精通管理知识，有管理经验、决策能力和领导能力，能将这些综合能力与医院信息化建设融为一体，促进医院信息化建设。

6．信息人才队伍的高素质化　数字化医院必须有一批懂计算机知识、能积极参与信息技术应用的人员；有通晓信息技术、具有敏锐洞察力的信息主管；有高水平、能进行医院信息系统规划、应用程序开发的系统分析员、系统管理员和程序开发员。

四、未来的数字化医院

如果将整个社会的区域性的数字化医院比作一个机体的话，要规划区域性的数字化医院这个大目标，必须先建设好其中的每一个细胞，即建设好每一个医院的信息化建设，数字化医院又需要从科室层次与核心层次两个方面进行。在科室层次上，针对负责具体诊疗工作的各临床科室，配备专用的医疗信息系统，进行医疗设备的数据采集、归档、通信、辅助诊断和工作流管理。其中包括：检验信息系统、影像信息系统、生理信息系统、病理信息系统、麻醉监护信息系统、重症监护信息系统、急诊监护信息系统、病房监护信息系统等。这些医疗信息系统也是整个数字化医院建设的系统基础。

在更高一个级别的核心层次上，电子病历系统通过与各专用的医疗信息系统集成，实现全院所有医疗数据的统一管理，并通过分布到全院各个科室的电子病历终端，实现病历的电子化录入、查询和管理。同时各种智能化的专家系统使得医嘱和处方录入时能实现自动校验，极大地降低了误诊率。

整个数字化医院通过集成所有这些在核心层次和科室层次上的各类信息系统，再进一步与负责医院管理和财务的HIS系统互联，可以实现医院所有业务的全数字化。并通过开放性的接口使得不同医疗机构之间实现数字化连接成为可能，为区域医疗网络的建立打下基础。

在对未来数字化医院规划设想时，浙江大学的段会龙教授这样描述：

1．数字医疗神经网络

Bill Gates著书《未来时速》中提出了数字化神经系统的概念。数字神经系统是一个整体上相当于人的神经系统的数字系统，它提供了完美集成的信息流，信息在正确的时间到达系统正确的地方。未来的数字化医院也可以表述为一个数字化的医疗神经网络系统，它由密切联系医疗的每一方面的数字化过程组成。对于医院中所涉及到的每个人员的任何活动，详细到医生的诊断、处方、治疗、查房等操作，病人的移动、护理等行为，都可以通过在医院内部各个房间安置的各类数字化传感器获取，并使用数字化工具快速进行调整和反应。通过数字医疗神经系统可以获得及时、精确的信息，从而改变了传统的医疗模式，把原先分散独立的医疗步骤变为不断进行的、与医院的日常活动集成在一起的行动。

正如人体的神经网络系统一样，未来的数字化医院也包括3个部分：神经末梢、周围神经系统和中枢神经系统。

神经末梢定义为各种医疗数据采集设备，包括目前已经在国内的医院和医疗机构中普及的各种数字化医疗设备，如CT、MR、DSA、CR、DR、数字肠胃机、B超、ECG、EEG等。还包括将来有可能开发出来的新型医疗设备，如微型生理信息记录器、位置传感器等。所有这些设备，就像人体的神经末梢一样，通过各种方式数字化采集医疗数据，为数字化医院系统提供数据的源泉。

周围神经系统定义为应用于医院各个科室或各医疗机构的专用信息系统，如放射信息系统、PACS、生理信息系统、临床信息系统、检验信息系统等。这些信息系统依赖于收集各种医疗数据采集设备所采集的各种医学信息，并对这些信息进行管理、加工，然后把这些经过中间处理的信息传送给核心系统。

中枢神经系统是一个基于患者一生全电子记录的核心医疗信息系统，它消除了各种不同的医疗信息系统之间彼此孤立的状态，通过控制和协调医院各个科室的专用医疗信息系统，并通过面向对象的体系结构，链接不同科室、不同医院乃至不同区域的智能化海量医疗数据存储系统，然后基于专家处理系统对中心所链接的所有医疗信息进行处理、归类、整合，构建一个虚拟上的医疗数据中心。

2．可视化医疗（Visualized Healthcare）

整个数字医疗神经网络的核心是称之为可视化医疗（Visualized Healthcare）的医疗信息系统，它是电子病历系统的终极形态，包括三个方面的含义：

（1）数字化（Digitalization）。通过神经末梢和周围神经系统，对各种医院中涉及到的信息进行收集、处理、归类和整合，是一个庞大的容纳医院所有信息的数据中心。

（2）多视角（Specialization）。面向医生、技师、管理人员、患者等各种用户提供不同角度的医疗全局视图，做到任何时候、任何地方都可以最合适的方式查看任何医疗信息。

（3）可视化（Visualization)。它所提供的多角度视图并不是与目前医疗信息系统类似的基于图像和文本的信息视图，而是一个基于虚拟现实技术的信息可视化视图，这也是未来的医疗信息系统有别于现在系统的最特殊之处。

3．基于虚拟现实的信息可视化

试着想像一下网络游戏，它基于虚拟现实技术为众多的玩家构造了一个虚拟的游戏场景，每个玩家如同身在现场一样在该场景中生活、成长、交友。它的某些思想可以作为可视化医疗的借鉴。

首先，它需要构建一个虚拟的医院场景，但与一般的网络游戏不同，它是对医院真实环境的建模和交互式数字的再现。也就是说，真实医院的各个病房、各种设备，甚至是各种人物，都在虚拟医院场景中映射为相应的模型。这是基于虚拟现实的信息可视化的基础。

其次，它通过各种神经末梢，即各类数字化传感器，实现多源的数据接入，不但有各种病人的检查数据，还包括医生或病人的位置信息、动作信息等。通过这些采集到的实时数据，实现真实世界与虚拟系统中的实时动态的一一映射。

再次，它把真实世界中的每个人物，每个物品在虚拟系统中都映射为一个个动态的对象，并以对象管理的方式对这些对象的状态、行为进行动态、真实的反映和更新。而且它针对不同的使用者提供不同角度的信息视图，自动为每个使用者提供其最感兴趣的对象视图。

最后，虚拟医院场景的提供不是静态的，而是一个动态交互式的，使用者如同在真实环境下一样执行诊断、治疗、医患对话、会诊等等，实现了使用者虚拟环境的融入，使医疗跨越了时空的界限。

可视化医疗描画出了数字化医院的发展蓝图，同时也为医疗信息系统的研究指明了方向。以此为目标，在现有的医疗信息系统的基础上，进行数字医疗神经网络结构的建设，以及开展虚拟医院场景、多源数据接入、医疗对象管理、虚拟环境融入等方面的研究，将是今后医疗信息系统研究的主要任务。