借助工业4.0提升医院智能化水平

文晓临

（徐州市中心医院信息科，江苏 徐州 221009）

近年来，发达国家利用技术优势，已经把互联网技术从民用领域介入到工业生产领域。德国最早提出了“工业4.0”战略概念，逐步构建起未来工业生产的新途径、新体系［1］。医疗服务是一项传统服务行业，目前在绝大多数医院已经拥有HIS、LIS等信息系统来对医疗服务提供支持，但这种缺乏顶层设计碎片式、孤岛式数字化滚动发展方式，不能实现人工智能辅助等先进功能。本文在探索医疗与信息智能化深度融合的过程中，基于工业4.0的理念，提出了新的AI-HIS设计方案。

1 应用工业4.0技术提升医院智能化水平

经过了数十年的发展，从单机版财务系统到以电子病历为核心的高级HIS系统，医院信息化系统已经多次迭代，在我国医疗卫生系统得到广泛应用，社会效益和经济效益都非常明显［2］。随着工业4.0也就是智能制造业的出现，在现有医院的信息化系统的基础上融入人工智能辅助，转型为更加高效的智能医院系统［3］。借助人工智能和机器人替代医院内很多通过人工完成的工作，这将是未来医院AI-HIS系统的核心。

1.1 智能药品流通

这套系统主要包含门诊和病区发药智能机器人和包药喷码机、智能送药物流系统、院内药品仓库智能补货的供应链系统等。药品作为在医院中流通的重要物品，其需求量是巨大的，药剂科工作人员分为门诊药房药师、病区药房药师、病区送药技师、库房管理技师和采购人员等。以拥有3 000张住院床位的三级甲等综合性医院为例，一般需要超过200名药剂相关工作人员才能维持日常的工作。使用自动发药机和自动包药喷码机分发和包装药品，通过传送带或自动轨道导引车分发至各病房楼，再通过气动传输通道分发到位于不同楼层的病区，可以节省大量的人工岗位。AI辅助系统还可以根据目前在库的药品的品类和数量以及AI-HIS系统对近几日用药情况的预判来做出当日的建议采购药品清单，尽量减少药品在医院的库存量，同时也可以保证全院患者对药品的需求。同时，系统还会记录各批次药品的流向，自动化发药设备会使用激光扫描枪扫描药品分包装的二维码或者由射频探头读取药品RF标签，并随即把数据资料上传至云端，生成大数据供系统实时分析［4］，配合患者的体征指标大数据，不仅能实时检测患者用药效果反馈给临床医生，还可以在发生药品不良事件时，可以根据大数据溯源跟踪，及时召回相关药品。

1.2 智能设备管理

在医疗专用设备使用过程中，由AI-HIS系统随时抓取各种数据，包括医用耗材的使用率、工作状态、耗材需求、故障信息、维保提示、质控参数等，经过数据分析后，人工智能系统每天生成耗材补充需求表、设备维修保养提示、设备更换建议和成本效益分析等辅助决策数据等信息［5］，供设备管理人员及时有效的进行管理。同时，AI-HIS还会根据设备忙闲状况给需要做多种检查的患者推送合理的检查顺序，避免一些检查项目排长队同时另一些项目的设备闲置的情况，通过云端大数据计算分析来整合所有设备，形成一个可以自行认知计算的智能化协同设备生态系统。在不同生产厂家、不同型号的设备之间，通过统一的DICOM数据标准，建立涵盖患者全生命周期按叙时顺序记录的影像档案，并且存在云端服务器上，支持网上远程影像诊断并可供患者通过扫描专属二维码在任何地方任何时间调阅影像数据，节省胶片打印费和等候时间，简化、加快跨院诊断和多方联合会诊。

1.3 智能管理辅助决策和临床辅助决策系统

在大型综合性医院中，经常会遇到由于一些疾病的季节性发病率不同造成的不同专科或者同一专科的不同亚专业之间的患者数量变化。这种情况会造成医院整体的床位使用率偏低。通过AIHIS的大数据处理，每天抓取患者第一诊断的ICD-10代码，可以有效的判断出季节性疾病在一年中的高发期和低发期，并根据这些数据生成动态的各专科和亚专业的床位数量分配，解除各病区绑定专科或亚专业的患者收治限制，动态提升医院的床位使用率，为更多的患者提供医疗服务，同时也提升了护理工作的效率。临床智能决策支持系统与医生的工作流程相融合，医生可在工作流程中实时获得决策支持［6］。如各种事件智能监视软件可以在临床医生完全不干预的情况下发出相应的警告和提示、智能检索大数据和已经收录的知识库，辅助下达医嘱等。

1.4 智能个性化医疗

AI-HIS对患者的既往就诊数据进行读取和分析，主动对患者进行认知。根据患者的既往病史、门诊就诊记录、历次住院情况、偏好的专家、偏好的病房、住院期间所订餐食、经济承受能力、出院病人满意度调查和患者反馈建议等就医习惯和生活习惯以及患者的家庭情况、遗传病史等信息，为患者量身定制医疗解决方案［7］，包括推荐主诊医师、推荐病房、推荐护理人员、推荐在院期间的餐食等，为患者打造智能的个性化医疗，更好的满足患者全方位就诊需求，提升患者就医体验，提高患者满意度。

1.5 3D打印和手术机器人

近年来，随着3D打印技术的普及，一些接触或者植入人体的器械，通过高度定制化的3D打印可以与人体完美契合，如假肢、助听器、齿科手术器械等体外医疗器械和骨骼、关节、瓣膜、金属固定架等永久植入物。这些由3D打印制作的器械比原有通码产品能给患者提供更好的使用体验。此外，由“达芬奇”手术机器人为代表的智能手术辅助系统也出现在医疗领域，手术机器人的应用，突破了传统手术的“四大极限”，也就是人眼的极限、人手的极限、微创的极限和医生精力的极限，给外科手术带来了革命性的变化。在不远的未来，智能机器人外科手术系统将会改变传统的手术模式，甚至传统的疾病诊疗模式。

要打造上述智能医院各种功能，需要医院在信息化建设上不能局限于做好日常管理工作，要有中长期规划和持续的资金、人力的投入，逐步实现各项功能，并结合本地区、本单位实际情况灵活开发一些辅助程序，覆盖更多的智能化边际需求。

2 智能医院的建设收益

通过医院智能信息系统AI-HIS的建设，可有效提升医院的综合生产率和运营力，为患者提供个性化医疗和精准医疗，并为患者建立全生命周期的医学影像、医学检查专属数据库［8］；在临床智能辅助决策系统的帮助下，提升诊断率和患者救治成功率，并降低患者就医成本和住院周期；在医院管理智能辅助系统的主动干预下，可以减少药品和耗材的库存以优化医院现金流，优化医疗设备使用率并增加使用寿命，动态调整床位提升床位使用率，减少医院非医疗岗位的人力成本。未来通过国内医疗知识库数据平台的建立，还可以在各级医院间实现大数据检索来实现精准救治，并可以根据患者检查体征数据辅助临床路径入径，实现医疗服务的全面提档升级，为医院创造更高的社会效益和经济效益。