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【袁永福专栏】医院大中台“临床操作系统”设想

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来源:HIT专家网    作者:南京都昌信息科技有限公司 袁永福 刘帅

袁永福

2018年的“双11”,阿里巴巴通过大中台、小前台IT架构的“阿里巴巴商业操作系统”将线上的各类门店连接起来,同时打通了包括商品、交易、会员、供应链、支付、营销、物流等全部业态在内的“数据孤岛”,确保了海量业务数据的7×24小时不间断运行。

阿里巴巴商业操作系统是一个很成功的案例,为医院信息化行业提供了很多参考思想,本文将说明我们对这些思想在医院IT领域中的应用探索和实践。

现有问题

医院IT系统的问题很多根源在于“万国系统”的建设模式(如下图所示)。

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当前中国医院IT市场处于“战国争雄”模式,各个医院都围绕着各个业务模块建立了住院系统、门诊系统、护理系统、检验系统、影像系统、输血及血库管理系统、手麻系统等信息系统。但建立这些系统的厂商各不相同,设计思想、技术架构、标准化程度各自为政,“书不同文、车不同轨”,业务数据封闭在业务系统中,各系统之间从头到脚都缺乏兼容性和整合性。

医院IT系统的“数据孤岛”在宏观上更表现为区域之间、医院之间。医院IT系统日益膨胀复杂,距离数据互联互通的理想目标还有些遥远。

大中台、小前台及阿里巴巴商业操作系统

大中台、小前台的简介如下:

“中台”的设置是为了提炼各个业务条线的共性需求,并将这些打造成组件化的资源包,然后以接口的形式提供给前台各业务部门使用,可以使产品在更新迭代、创新拓展的过程中研发更灵活、业务更敏捷,最大限度地减少“重复造轮子”的KPI项目。

“前台”要做什么业务,需要什么资源可以直接同公共服务部要。搜索、共享组件、数据技术等模块不需要每次去改动底层进行研发,而是在底层不变动的情况下,在更丰富灵活的“大中台”基础上获取支持,让“小前台”更加灵活敏捷。

阿里巴巴商业操作系统是指:在阿里巴巴经济体当中,包括购物、娱乐、本地生活服务等多元化的商业场景及其所形成的数据资产,与阿里巴巴正在高速推进的云计算一经结合,共同形成了独特的“阿里巴巴商业操作系统”。在这个操作系统当中,各个商业部门既产生数据,又利用数据,形成一个庞大而丰富的有机循环。

医院中台的实现基础

如果医院IT系统有个强大的中台,则能较为彻底地解决互联互通等深层次的问题。中台是一个比较庞大复杂的软件系统,开发者必须要满足以下要求:

第一,专业技术过硬。这里的专业技术既包括医院业务知识,还包括软件的设计和开发技术。同时具备这种“两手抓、两手都硬”的软件公司是医院中台系统的首选开发者。

第二,市场中立地位。由于医院中台系统更多的是整个医院IT系统的底层,它需要具有开放、融合的特性,市场中立就不会遭受厂家们的抵制和捣乱。

放眼整个行业,很难有一家公司同时具备这两个条件。在互联网行业,阿里巴巴不是市场中立的,但它是“秦始皇”,有能力在一定范围内强推其政策;而HIT行业尚未出现“秦始皇”,无法大规模强推政策。

其实,编辑器实际上起了一些医院中台的作用。如下图所示:

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都昌公司为各个软件公司提供编辑器软件,此时各个原先独立的系统之间第一次有了一个共同点,那就是使用编辑器来操作病历文档。此时系统不同,但病历文件格式一致,实现了一个小范围的“书同文、车同轨”,为病历文档的互联互通打下一个很好的基础,但这远远不够。

什么是医院临床操作系统?

借鉴阿里巴巴商业操作系统的原理,结合医院IT实际情况,设想规划开发临床操作系统(COS,Clinic Operation System),尝试研发市场中立的医院中台系统,为探索出医院的“大中台、小前台”而迈出第一步。希望能为整个医院IT行业走出一条全新的道路,为彻底解决一些行业普遍存在的深层次问题提供一种可能性。

临床操作系统原理如下所示:

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前台是贴近最终用户的业务功能,包括住院、门诊、护理以及其它业务等;临床操作系统担负的是中台的功能,强调资源整合、技术沉淀的平台体系,为前台的业务开展提供底层的技术、数据等资源和能力的支持,中台对各前台的业务功能形成有效支撑。

中台提炼了各个临床业务功能的共性需求,并将这些打造成组件化的资源包,然后以接口的形式提供给前台各业务系统使用,使得各个业务系统,在迭代更新过程中的研发更加灵活、在创新拓展过程中的业务更加敏捷,最大限度地减少“重复工作”。

前台要做什么业务,需要什么资源,都可以在中台中提取。数据库存储、医嘱处理、电子病历处理、诊断处理等模块不需要每次去改动底层进行迭代更新,而是在底层不变动的情况下,在更丰富灵活的“大中台”基础上获取支持,让“小前台”更加专注于业务功能本身的创新体验上。

各个业务系统,共享了大量的底层功能模块,这些功能模块形成一个有机整体,使得各家系统存在大量的共同点,大幅提高互联互通的水平,降低系统的总体复杂度。

临床操作系统的功能

目前COS主要用于解决以下问题:

第一,不同厂家研发的各个业务系统之间“书不同文、车不同轨”,这是造成数据难于互联互通的重要原因之一。为此COS包含“以病人为中心的统一医疗业务数据模型(GHDM,Global Hosptial Data Model)”来让各个业务系统之间“书同文、车同轨”。

笔者曾在《数据的崛起:以病人为中心的医院软件设计方法》中说明了GHDM的设计过程。在这个模型中,定义的第一个实体是病人数据实体。然后从病人实体出发,遍历所有的诊疗业务流程,不断延伸出医生、诊室、号源、医嘱、检查、检验、药品、库存、耗材、病程管理、护理记录等等所有的数据实体,最终构造出一个网状数据模型。

以统一医疗业务数据模型为基础,将医院内所有的业务都关联起来,没有数据孤岛,也没有画蛇添足的部分。在数字化虚拟空间中,医院就是一个统一的有机体,不再有门诊、急诊、住院、医生站、护士站等各种系统的隔阂,从而为智慧化医院打下了坚实的基础。

第二,系统上线后,医院需求变更无法快速满足,甚至无法满足。很多医院信息科堆积了大量的软件需求,压力很大,经常背锅,被业务科室评价为能力差,有苦劳没功劳。对应的软件公司又经常不给力。

为了快速响应需求,软件必须可以自由灵活配置,可以在不修改软件代码,不重启软件的情况下,较大的改变软件的运行时行为。而且这种改变模式必须比较简单易学。

为此COS内置了两大功能来解决这个问题:

功能1:JSB(JS for Business),这是一种基于JavaScript的临床业务功能脚本引擎。用户可以在脚本中编写复杂的逻辑,调用业务系统已有的功能,将各个功能模块像乐高积木一样搭配使用。

JavaScript是一种很流行的编程语言,入门简单,具有很好的群众基础。如果再配上JQuery更是功能强大、使用方便,COS为此还提供了JQB(JQuery for Business),创造出一些匪夷所思的用法。

功能2:VEB(Value Expression for Business),这是一种类似MS EXCEL的数值表达式引擎。支持数学四则运算、圆括号,可以调用内部或外部的函数及变量。可以实现类似危急值判断、合理用药判断、临床路径分支判断、质控评分计算、量表计算等等诸多功能,这些功能在新版电子病历应用水平分级评价(以下简称:电子病历评级)中第05.02有明确的要求。

MS EXCEL是一种广泛流行的软件,很多人都会它的单元格公式语法,如下图所示:

有了EXCEL的基础再学习VEB也就比较简单了。

第三,目前医院软件系统实施工期很长,经常一年半载的,耗费了医院和公司大量的精力。通过观察,在项目实施中制作病历模板占用了不少时间。对此COS提供3个功能帮助快速制作模板。

功能1:方便快捷的病历模板工具。它能充分发挥编辑器强大方便的功能,以所见即所得的方式快速制作模板。

功能2:模板库。我们正在维护一个在线的模板库,已经包含了三千多个模板。远期规划将包含10万个模板,涵盖所有临床应用类型和专科。我们正在制定政策来鼓励第三方上传模板,并配套模板审核机制,成为一个全国范围的病历模板共享社区。在线模板库可以订阅下载成离线模板库而在医院内部网络中使用。如此来减轻制作病历模板的工作量。

功能3:内置电子病历标准数据元。目前是2014年版的。在制作模板的时候随时引用国家数据标准,避免后期进行数据编号二次比对工作,方便制作高质量的模板。在电子病历评级的数据质量评价中,对数据标准化有明确要求。

第四,关于电子签名。在电子病历评级的高等级医院要求中,对CA签名的要求是基本要求,并提出了跨机构的电子签名互认这个顶级要求。此时医院需要在很多系统中接入第三方CA产品。而对于软件公司,则面临一种产品支持多种CA产品的情况。

COS对各家CA产品的接口进行抽象并分别实现,帮助医院和公司减少在CA上的开发、实施和维护工作量,提高系统切换CA厂家的稳定性。

另外COS包含CA功能虚拟化技术,用于支撑起跨医疗机构的电子签名互认,满足了顶级电子病历评级的要求。实现了数据在全生命周期中的防篡改、抗抵赖、可追朔。

第五,关于隐私数据。医院病历数据成批量通过互联网传输到大数据中心来集中处理,这是一个缓慢但不可阻挡的趋势。在不安全的互联网环境下如何保护隐私数据成为各个医院和主管机构必须面对的重大问题。在电子病历评级的08.02.8项目中,对互联网环境中病人隐私等重要信息应进行保护是基本要求。

此时COS将提供局部透明加密技术来帮助解决这个问题。所谓透明加密技术,就是对于隐私数据块,存储时自动进行加密,读取时自动进行解密,关联的密钥只掌握在医院系统管理员手中。数据被整体复制到医院外部时,由于第三方并没有获得对应的密钥,此时其中被加密的隐私数据块无法破解。这样就从源头上保护了隐私数据,数据出院无需脱敏。

第六,医院中存在大量的文件,实施和维护工作量很大。比如要管理几千个模板文件、上百万份病历文件、各种配置文件、影像文件等、音频视频文件、FTP服务器、NOSQL等等。在电子病历评级的09.01.5项目中,要求“全部医疗记录和图像能够长期存储,并形成统一管理体系”。这是高等级应用的基本要求。

COS提供虚拟文件系统技术来统一处理这些文件,大幅简化上层应用系统开发和维护,实现对文档处理的快速开发、实施和管理。

第七,医保接口也是整个行业的普遍性需求。未来COS会定义一种抽象医保开发接口,并针对不同的地区编写驱动程序。大幅简化医保接口,避免行业在这方面的重复劳动。

第八,为适应医院IT系统智能化的需要,COS以一种通用的方式将外界NLP(自然文本分析)引擎接入到医院系统中。简化NLP接入到临床信息系统中的工作量,并让医院不依赖于特定的NLP软件,切换方便。后续研发中,还计划陆续引入语音听写等人工智能接口,帮助医院实现医疗数据的应用。在电子病历评级中,对智能化有很多具体要求。如01.06.6项目中的“病历书写有对书写内容有智能检查与提示功能”,01.06.7项目中的“可根据病人情况智能推荐模板”,02.01.6项目中的“书写入院评估时有智能模版”等等,不胜枚举。

第九,UI运行时,用于改善软件用户体验。今后发文详细讨论。

今后随着我们的探索不断深入,会研究其他的HIT行业共性问题,并将解决方案融入到COS中。

临床操作系统的应用

类似编辑器控件,临床操作系统COS将被设计成对外松耦合的软件组件库,可以和现有的各种软件架构长期并行运行,并可逐渐替换旧的模式,形成医院系统的大中台。最终一个医院内部只运行一个临床操作系统,各个业务系统调用COS的功能和数据,产生的数据都统一提交给COS存储,系统效率更高、速度更快、功能更强。此时系统如下图所示:

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【小结】

医院临床操作系统是一种全新的领域。都昌团队有着编辑器领域的软件设计能力,但对临床业务的认知还不够全面,因此我们希望能有志同道合的医院信息科或软件公司能一起来研究临床操作系统,乃至更庞大的全院业务操作系统。

我们的梦想是成为医院IT行业的“旅行者1号”太空探测器,在临床操作系统这块“无人区”走得更深远,为解决一些行业深层次的问题探索出一条全新的道路。

【作者简介】

袁永福:男,微软MVP,80后,南京都昌信息科技有限公司联合创始人,中国医院信息化领域知名软件技术专家,长期从事电子病历编辑器等行业核心技术的研发和推广,并直接为多家三甲医院提供软件技术支持及咨询服务。

刘帅:80后,南京都昌信息科技有限公司技术部经理。每天为职场小白、技术大牛、女神爱码士、呆萌攻城狮等天南海北的程序猿提供技术服务。

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【责任编辑:谭啸】

 

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