机器人流程自动化技术提升医疗数据应用价值探析

文 | 中山大学附属第六医院 李哲青 赵雨 俞臻 周邮

中山大学计算机学院软件工程与应用研究所 余阳

一、引言

2016年，国务院印发《“健康中国2030”规划纲要》提出发挥科技创新和信息化的引领支撑作用，2021年，国务院办公厅发布《关于推动公立医院高质量发展的意见》提出强化信息化支撑作用，2023年2月，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，提出在医疗等重点领域，加快数字技术创新应用。提升医疗数据应用价值支撑医院实现高质量发展。其过程实现在于如何在诸多数据应用约束条件下发挥数据价值。数据应用面临着诸多约束条件，从时间维度，存在对数据紧急需求的高响应要求，如疫情期间需要在第一时间掌握关键医疗业务和运营指标情况；从系统维度，存在集合和分析不同管理范围或业务领域互联互通数据的要求。此外，在医疗数字时代建立数据资产、最大化发挥数据价值的前提是拥有高质量数据。而在数据产生的过程中，因为医疗业务早期流程规范化程度不高、数据建模水平参差不齐、系统化建设不完善等原因，导致数据结构化程度不高，历史数据难以应用。综上所述，由于数据应用面临的诸多约束和数据质量的参差不齐，单纯依靠系统建设无法满足医疗数据的灵活应用。

机器人流程自动化技术是一种通过模拟人类与计算机的交互过程以实现工作流程自动化的软件技术，它能够灵活采集非结构化数据，因具有非侵入式建设特点，也能够高效响应数据采集及处理需求，对提升医疗数据应用水平具有较高的价值。

二、机器人流程自动化技术

机器人流程自动化（Robotic Process Automation，RPA，以下简称“RPA”技术），其前身是由发明家乔治·德沃尔在1954年向美国政府提出的一项专利申请，即一种用于工业生产的“重复性作用的机器人”。

在医疗数据应用领域，从技术实现角度，RPA可以基于一系列标准规则，抓取并解析现有应用程序来操作数据、触发响应、并与其它信息系统进行交互；基础功能包括对非结构化存储介质上的数据，例如网页、邮件和word版存储的数据进行采集和结构化存储；对电子病历非结构化数据进行采集和结构化存储；对数据执行规则性判断、实现对内和对外系统的数据下载、搬运、汇总和比对等；从技术特点看，RPA擅长通过非侵入方式，与各类数据存储媒介进行对接，实现与非系统化存储或不支持系统点对点对接方式进行的数据自动化采集。

本文接下来的部分将介绍当前RPA技术在医疗领域的应用情况，总结RPA技术及项目实施特点。在分析RPA技术实施可行性因素的基础上，提出一个可行性决策概念模型。最后结合医疗数据业务特点，对RPA技术在医疗领域的应用趋势做简要展望。

三、应用案例

目前，全球范围内，RPA在财务、审计、工业等领域均有成功的应用案例。在我国，目前，RPA技术应用也多集中在金融和财务方面。在医疗领域的应用，目前可见的代表性案例多数与财务工作相关，疫情期间需求的紧急上报任务也有采用。

某三甲医院为省属医疗机构，开放床位1600余张。截止2020年，该院已建设完成涵盖六大领域的近百个信息系统。2021年初，上线互联网医院。同时建立集成平台、数据中心以及一体化医护工作站，该院已进入以电子病历为核心的系统间互联互通，数据共享的信息化建设阶段。自2020年以来，该医院陆续开展了疫情数据上报、省卫生健康统计信息数据上报、每日运营数据上报、表单制作、报表二次加工等工作流程自动化改造，取得了良好的应用效果。

（一）疫情数据上报

自2020年1月起，该院陆续接到各级医疗机构管理部门下达的若干项涉疫情业务数据上报任务，上报周期类型包括日报、周报和月报；媒介包括微信小程序和网页；类型包括具体数值、Excel文档和zip文件包；内容包括医院业务基本指标和涉发热门诊所有就诊患者的基本信息、症状信息、诊断信息、实验室检验信息、辅助检查信息、处方信息和费用信息。最终，该医院数据管理部门成立RPA项目组，部署RPA技术应对此类上报工作。RPA部署前，通过人工方式，需要三位系统管理员，一周七天不间断每日各花费3至5分钟，登陆三个独立的业务系统数据库，按照日期更新数据源ETL语句进行查询并导出四个查询结果文档，按照上传要求转存为zip格式后，存放在共享文件夹中，最后统一由一位同事登陆并打开上传网页完成文档上传。RPA部署后，三位系统管理员开放数据库和视图查询权限，由RPA机器人在每天的特定时间段完成文档的导出、存储及上传，并在监测到上传成功后，发出信号，完成上报任务闭环。经测算，由RPA机器人自动上报，可以节省人工累计每天20分钟工作时长。

（二）省卫生健康统计信息直报数据上报

这项上报任务工作量大，份量重。涉及月度、季度和年度上报，涵盖门诊、住院、医技三大业务类别；工作内容包括37张病案系统报表生成、8个界面填报、14张EXCEL数据源表格整理和125项指标填报及核查。该项工作所统计指标，对外报送省、市、区，对内为院内临床、管理部门广泛使用。在2020年以前，该项业务花费医政处一位同事每个月3个工作日全程处理，37个临床病区配合打印并提交1000余页病区动态表日志，22个门诊和平台科室配合提交工作量，存在多项指标复杂计算过程，例如跨多张报表加和多项指标得出一个最终上报指标数据。

2020年底，项目组结合流程自动化技术选型，在项目前期，走访18个科室、调研35个工作流程，确定自动化改造范围，将数据源明确、操作规则明确、重复性高的有效工作流程，圈定为改造对象；项目中期，项目组优化圈定的工作流程，并基于可视化RPA软件实现流程设计和运行；项目后期，项目组进行工作流程测试和试用，最终完成该项业务的流程自动化上线。

该院在2020年陆续完成了6项RPA技术应用案例。项目工期方面，不同于传统软件开发项目，RPA项目开发和版本迭代速度快，工期短；成本方面，RPA技术能够提高特定业务流程处理时间，提升业务效率，且无需对现有系统做接口改造；质量方面，RPA技术规范了数据处理流程，减少了人工机械化操作造成的失误，并且帮助业务人员将更多精力用于业务流程优化和督导，优化了人员工作结构。

表1 案例任务优势汇总

通过以上案例可以看到，RPA技术可以解决一线数据业务流程中机械化操作带来的痛点。将其作为医疗机构数据中心或数据平台向用户提供服务的最后一里地的技术补充，以更好的灵活性快速响应用户需求，节省人力投入到更高附加值的工作中，提高临床服务价值。

四、RPA项目可行性决策概念模型

作为计算机自动化技术的一个分支，RPA技术和其应用的业务环境具有突出特点。传统医疗IT项目通常是针对院内主营业务各相关业务节点的工作流转做系统自动化，例如为患者开立检验项目流程，该流程包括挂号、开立、结算、报到、样本采集、结果采集、完成报告七个业务流转场景，主要角色涉及患者、医生、检验人员、收费人员四类业务人员。RPA技术应用场景则更多是针对一位业务人员角色的一条业务流程做流程自动化，例如数据上报流程，该流程包括数据采集、指标整理、核查、上报和质控五个步骤，主要角色为一类统计业务人员。前者的项目实施可行性分析重点在业务功能节点的可实现性；后者的项目实施可行性分析重点在选择合适的自动化改造流程并做好项目评价，而这一思路并不为传统医疗IT工程师、项目经理或医疗业务人员所熟悉和擅长。但是在RPA项目立项之前进行充分的可行性分析对整个项目的实施起着至关重要的作用，决定了项目的成败。项目组综合现有国内外应用案例，结合本地项目实施情况，基于概念模型理论，提出了一个RPA项目可行性决策概念模型，用于指导RPA的可行性决策分析。

该模型实体包含组织目标、项目目标、组织结构、流程特征、项目范围和项目评价。实体定义及关联关系如图1。

图1 RPA项目可行性决策概念模型

组织目标：是计划实施项目的组织的发展及运作目标。它是在做RPA项目可行性分析决策首先考虑的中心要素，是否需要做某业务流程自动化改造、是否需要采用RPA技术以及是否能够组织起来足够的资源以支撑项目运行和维护，是需要以组织目标为框架进行衡量和决策的。RPA项目实现目标和实施项目的组织的工作内容及目标的拟合程度决定了RPA项目是否能够顺利实施和运维。

项目目标：是RPA项目的实施目标。在组织目标的引导下，RPA项目通常可以在业务流程优化、业务效率提升、改善业务输出结果和优化人员配置方面达到既定目标。明确的项目目标为项目的组织结构和项目范围的确定提供引领。

组织结构：是RPA项目实施的项目组人员结构。不同于传统IT项目，RPA项目对业务人员和后期维护人员对项目流程和技术实现的参与度有更高的要求。一个RPA项目组需要包括的人员角色有项目经理、业务管理人员、业务流程人员、开发人员、IT人员和维护人员。一个完整的、人员能力充足的人员架构是项目成功的必要条件。此外，业务管理人员对业务流程的优化能力、业务流程人员的配合度和信息技术接受程度是尤其需要确定的因素。

流程特征：是RPA项目拟改造业务流程的特征。适合进行RPA自动化改造的业务流程具备五个特点。一是规则明确，标准化程度高，不需要人工判断和干预；二是不包含太多的流程例外；三是不一定是最耗时的流程，但是该流程的重复性强；四是该流程不支持系统对接；五是从组织目标角度、成本角度或可行性角度分析，在可见时间范围内，该流程无相应软件开发计划。

项目范围：是RPA项目的实施范围，包括项目实施建设范围、业务人员范围和建设时间范围。明确的项目范围可以有效保证项目完成的质量和时效性。对业务流程的充分理解是明确项目范围的关键。

项目评价：评价指标包括全职人力工时、管理者/业务人员满意度、投资回报率和处理结果正确率。其中，投资回报率要考虑到，随着流程自动化数量的增加，RPA技术应用软件和硬件的费用增加。

在对业务流程进行RPA技术实施可行性分析阶段，需围绕组织目标，从项目目标开始逐一对以上要素进行评价，并在最后阶段，通过项目评价，对项目目标进行调整。整个过程循环若干次后，决策者将会对是否采用RPA技术实施某业务流程自动化、项目实施所需资源有较为清晰的认知，从而支持后续项目的顺利进行。

五、应用趋势展望

公认RPA 技术的发展历程为四个阶段，为RPA1.0到RPA4.0。第一阶段RPA1.0为辅助RPA阶段，主要部署在个人电脑上，用于进行业务处理以提高工作效率。此阶段的 RPA 缺点也十分明显，难以实现端到端的自动化，无法实现规模应用；第二阶段RPA2.0为非辅助RPA阶段，其包含了当前所有流程自动化处理的功能，能够编排工作内容，集中化管理机器人、分析机器人的表现等，缺点是仍然需要人工控制和管理RPA机器人；第三阶段RPA3.0为自主RPA阶段，其可实现成规模的多功能虚拟劳动力，且具备一定的高级分析能力，并与 ERP、BPM等业务应用系统进行集成，但无法处理非结构化业务数据；第四阶段RPA4.0为认知RPA阶段，也是未来 RPA 发展的方向。其运用人工智能、机器学习以及自然语言处理等技术，可实现非结构化数据的处理、分析、任务自动化接受处理等。目前，企业中的大多数RPA应用都集中在第二和第三阶段。

结合医疗行业数据业务场景，项目组认为在数据上报、数据质控、系统操作和数据指标处理等应用领域，针对组织对新信息技术接受程度高、目标和规则明确、操作重复程度高的业务流程，RPA技术可以做可持续的应用扩展。下表列举了潜在可应用RPA技术的业务场景：

表2 医院应用RPA技术的业务场景示例

医疗数据业务需求的多样化决定了数据的处理及应用方式方法也会是多样化的。自动化思维一直存在于数据业务领域，作为一项可视化流程自动化技术，RPA技术有其独特和可扩展的应用领域，并为医院精细化管理、数据治理等工作提供支持，进一步提升医疗数据应用价值。