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医学工程进入数字整合时代
http://www.100md.com 2007年8月7日 《中国医药报》 2007.08.07
     信息技术使得高科技诊断、治疗技术,以及新材料、新设备的开发无一例外地带着数字化标签,同时也决定了医学临床工程必然要在新的、高科技的医疗环境下同信息技术亲密接触,但标准的缺失,也使数字化整合面临挑战,本文介绍了国外医学工程数字化整合的一些进展,希望能给我国医院管理者带来启迪。

    ——编者按

    ■临床工程的新变革

    登陆欧美各个医学临床工程学会网站,你会发现:临床工程与信息技术“趋同”、“融合”、“整合”等字眼频频出现在论坛讨论中;医护信息和管理系统协会(HIMSS)与美国临床工程学会(ACCE)这两大看似独立的阵营也纷纷携手相互交流学习。近几年,“Medical Informatics(医学信息学)”,“DigitalMedicine(数字医学)”,“e-Health(电子健康)”等跨临床、计算机领域的新学科相继诞生似乎也印证了临床工程学的发展已与信息技术密不可分。
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    这一次,围绕临床工程发展走向的大讨论在中国进一步上演。2007年3月26~29日,在杭州举办的“第五次国际临床工程高级讲习班”上,受邀到访的美国临床工程学会(ACCE)的创始人

    Yadin David教授、美国德州A&M大学William Hyman教授、美国德州儿童医院副院长及首席信息主管(CIO)David Finn教授同来自全国各省市的近150名临床工程人员围绕“数字医疗环境下临床工程的发展”进行了研讨。这三位教授还分别作了题为“生物医学工程与IT结合的案例分析”、“医院无线环境的管理”及“CTO在医院中的地位与作用”的演讲,从不同侧面阐述了这一新的发展趋势。

    20世纪50年代,随着生物医学工程技术的蓬勃发展,越来越多的先进医疗设备和技术应用到临床,成为推动医学进步的强大引擎。临床工程当时被定义为整合生物、医学,以及科技管理的生物工程学科。进入21世纪,信息技术的加入,使得高科技诊断、治疗技术,以及新材料、新设备的开发,无一例外地带着数字化的标签,同时也决定了临床工程必然要在新的、高科技的医疗环境下同信息技术亲密接触。
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    美国临床工程学会创始人Yadin David教授对临床工程的高速发展深有体会,他说:“临床工程知识的推陈出新相当快速,谁能掌握技术的脉动,谁就能使技术效益发挥到最大限度。而最近的变革则主要集中在临床工程技术与信息技术的整合上。”

    同时,他认为这种整合是水到渠成的。简单地说,临床工程就是要将工程学的理论和方法应用于医学当中。工程学的方法很多,包括声、光、电、磁、力等,信息技术是现阶段很有代表性的工程技术方法。它广泛应用于临床,促使临床工程技术内涵更加多元化。

    这一变革的衍生物,诸如数字医疗、电子健康以及医学信息学等概念都强调由医学工程产品(医疗仪器设备与医用软件)和信息工程产品(计算机、网络与相关软件)构成一个完整的系统,形成网络环境下的临床医疗技术平台。其目的是保证用于临床的“数字医学技术”的安全性与有效性,以及对所获取的数字化临床信息进行管理、应用与开发等内容。整合后的医疗系统能够具有自由存储、获取系统内的临床数据和图像,允许医生远程诊断这些数据等等功能,并最终将信息自动分类到电子病历中。
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    整合的驱动力来自于多方面,美国德州A&M大学William Hyman教授指出,如今的医疗设备已经被设计成一个个既具有临床诊断功能,又附加了多种信息技术的特殊计算机,RFID、802.11、蓝牙技术的应用加快了设备互联的步伐。当然,系统本身还有对数据一体化的需求。

    临床工程同信息技术的整合不仅是技术层面上的变革,也必然引起临床工程管理模式的变革。原有围绕着医疗设备的使用安全、质量、成本和效益进行管理和技术活动的临床工程部门人员,被要求提供一种集医疗、护理、医技、医学工程、医院管理和信息技术等多学科协同的“知识密集型”服务,临床工程学科职能发挥的好坏也将直接关系到医院运行效率、技术发展和经济利益。

    ■构建统一化的医疗技术平台

    过去,许多医疗设备只孤立地服务于某项临床业务,而设备自身复合性、综合性的应用难以开发和维护。现在,IT部门可以将许多医疗设备和应用集成到一个技术平台上,并与既有的IT系统紧密融合,形成统一的信息体系。
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    IT系统同医疗设备的整合有助于将来自于不同临床设备的数据集成交换,从而便捷地比较和分析这些临床数据,进一步给出诊断结果和治疗方案,最终保存在电子病历中。这样做的好处是不仅形成了一个闭环系统,而且搭建了一个高集成度的、可扩展的平台,使得部署新的设备和应用更简单。

    一直从事临床工程研究的北京宣武医院医学工程处彭明辰教授认为,这种基于信息系统网络环境下的“数字医学技术”平台,可获得“数字”的临床医学信息(如数据、图形、图像),形成医疗机构特有的信息资源。例如现在最为成熟的“数字医学影像技术平台”,在医院网络环境下,从临床成像到影像学诊断,其影像信息流(工作流)已跨越了传统影像学科、临床科室、医学工程部门、信息部门,这些部门为了获取各项影像学检查结果,必然将各自的IT系统互联在一个技术平台上,形成“硬”连接。若为了保证医疗质量与提高效率,在医疗过程的管理与体制上也要适应新技术,因而出现了由放射、磁共振、核医学科、超声及相关的工程部门组成的影像医学部,从而形成了多学科、专业结合的“软”连接的学科群。
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    他的研究还表明,实现网络环境下影像学的软诊断,在数字影像技术的支持下,可提高效率和获得更多的影像信息。若与原胶片图像比较,数字技术可从事多视角读片,提供更多细节和丰富的影像信息,有益于提高诊断的阳性率。调查结果还显示,在网络环境下软诊断提高影像学检查的效率,表现在诊断时影像调阅速度大幅度提高,在3秒内调阅的概率会在66%左右;而出具诊断报告的时间明显缩短,报告时间缩短为1小时以内的达到48%,2小时以内的达到21%。

    值得称道的还有,基于RIS系统所获取的影像学检查信息,可从事工作量、阳性率、检查部位与应用各影像成像技术相关性等统计学分析,为有效利用影像学检查技术资源与管理提供依据。

    彭明辰教授曾反复强调,医院院长在考虑设备投资时,应该以如何构建一个技术平台的角度去采购系统,而不是采购单一设备。技术平台的搭建允许医院将关注的焦点放到战略性的功能上,而不是单一的设备功能上。从另一个角度分析,一个新设备移植进统一的技术平台往往比新建一个独立的设备基础架构,付出管理和维护的成本要小。
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    ■整合的挑战

    尽管临床工程与信息技术的整合好处是非常多,但风险和挑战也是显而易见的。美国德州A&M大学William Hyman教授谈到了自己在尝试进行整合初期的经历:在将临床检查设备同IT系统集成时,最初是在临床科室内,将现存的独立设备简单地、一个个地接入到服务器端,形成了一个闭合环路,似乎设备之间、设备与IT系统之间可以相互通讯了,但这样的搭建没有考虑IT系统天生具有的脆弱性,整合后的系统可能因为任何一个组成元素的故障—故障单点(SPOF)而无法运行,这种应用的脆弱性同临床照护要求至关重要的系统连续性是不相符的。因此,整合后的系统仍然是一个孤立的系统,更像是一个添加有存储和传输功能的新医疗设备。

    面对医院内林林总总的医疗设备,血气分析仪、输液泵、生命指征监护仪、心电图、生理监护仪、通风设备、智能床等,将它们集成进IT系统内构建一个大规模的医疗传递系统,是医院临床系统建设的趋势。但是,William Hyman教授特别指出,在医院进行大面积整合的初期,一定要有系统性的规划和设计。他说:“医院在医疗设备集成中,有盲目购买网络设备和服务器的倾向。我们在一家医院的调研中发现,此机构如今有65个系统服务器,而按他们的想法,系统集成如果照这个方式发展下去,在一年之内,服务器的数量可能翻倍。”
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    系统越庞大,其整合的风险越大。因为网络服务器和系统中的任何要素,如人、设备、配件等,它们的单点故障都将(在很大程度上)引起临床系统的全盘瘫痪。

    临床工程与信息技术工程整合的障碍还来自于两个学科所赋予的不同文化背景,临床工程人员更多的是以病人为中心,关注病人安全,他们对系统故障的响应时间常常是以分、秒来计;而IT人员是以系统为中心,他们强调系统内数据和流程的一体化,注重规则,其对系统故障的响应时间是以小时来计。

    早期的临床工程重视医疗设备的采购、使用,以及设备的维护与管理,而如今的发展则赋予了这个学科更多的责任。例如,对医疗设备向临床提供诊治技术的安全与有效性的评价和医疗风险的评估;对医务人员进行使用安全与有效性的培训;与医务人员联合从事新的医疗技术和研发性工作,对所获得的临床医学信息从事挖掘、开发、分析与增值,实现知识创新。

    在面对两个部门互通互联的整合环境下,临床医疗技术需要借助两者的共同协作,开发解决方案。在欧美的事实表明,临床工程和IT部门将会合并成技术管理和服务部之类的一个部门。两个部门的整合,能为临床工程师和IT人员提供更多的相互交流和学习的机会,加深对彼此在技术、资源,以及技能上重叠和差距的理解,对医疗技术方案的全面理解和实施产生良好影响。
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    ■标准的困惑

    信息的互通对患者的安全及医疗费用的成本效益都非常重要,这也是临床工程同信息技术结合的目的。在通过提高新建IT系统(由不同生产商生产,分布在各个地方的各种医护工作站、CT扫描仪、MR成像仪、胶片数码仪、激光打印机和电脑主机等)的兼容性以降低营运成本方面,统一的临床信息传输标准有莫大的帮助。例如,由医疗仪器设备获取的独立且分散的并遵从HL7,DICOM的信息标准,可整合于IHE技术框架下,经传输存储于数据库,成为临床医学信息。符合信息标准的临床信息可从事临床诊断与再分析。

    当临床信息能够在各种不同的IT系统间交流,如在医院内部、不同的医疗服务机构、公共卫生机构及医疗保险机构等,其医疗信息、诊断及图像,就能及时传输、调出,使医生更及时地诊断和采取治疗措施。甚至将来每个病人都能够通过安全的传输标准在互联网上申请,接受及管理个人健康档案。尽管美国是卫生信息技术方面的领导者,而美国联邦政府也已经意识到,制定信息传输标准对于提高医疗系统间数据交换的层次和数据可比性的必要性,但实际广泛推行时仍有很多困难。
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    处于特定临床科室的医疗设备或整合信息技术后的医疗技术平台都对部分医疗信息有识别处理的能力,但在信息传输标准上如不兼容,将使其应用受到很大限制。

    在非医疗卫生领域的自动化信息处理,如网上订购机票等,都有其行业标准为依据。但是,在非常复杂的医疗行业,几乎任何一个层次都没有相应标准体系到位,包括对患者开列处方、获取化验结果、划价收费或转诊等过程。此时,信息的沟通实际上是随意性很大的操作。WilliamHyman教授介绍,在美国,一家典型的医院一般拥有多达数十个应用系统,而一家大型教学医疗机构往往有多达100多个应用系统,非标准的信息在系统间传递,正是临床工程和IT风险控制的挑战。

    ■协调管理 整合系统资源

    ACCE现任主席Stephen L. Grimes曾预计,到2009年,50%的医疗机构都会将临床工程的人员和职能管理纳入CIO管辖的范围。这是因为生物医疗设备日益需要网络支持和电子病历的交互。网络潜在的脆弱性以及架构设计天生的缺陷需要各种医疗设备必须加入到统一部署和管理的工作流程中。不可避免的是,购买设备必须在CIO的通盘考虑下进行。
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    但是,问题的关键是执行管理需要一个平滑的过渡,特别是在两个部门整合的过程中,如何协调两个部门的利益和职能分工?如何保证每个员工对信息的认知是一致的,尽管他们来自于完全不同的两个背景?如今,又出现了一个新的管理职位首席技术官(CTO),他将更多地关注日常临床环境下的应用技术,注重技术实现的具体规则,保证处于整合系统中的任何成员处于同样地位,接受到正确的信息。CTO直接向CIO汇报工作,并协助CIO将其从医院业务层面的战略性考量落实到技术层面,并在系统内得以实现。

    而基于企业战略策划的CIO也会受到诸多牵制。具有多年管理经验的美国德州儿童医院副院长及CIO David Finn在被问及如何在购买设备和投资IT系统之间做决策时,他详细介绍了医院内的协调决策过程。医院不同部门之间都会有委员会,例如基础建设委员会、生物医学工程委员会、财政技术委员会,当在权衡设备投资和IT系统建设的问题时,不同委员会都会提出自己的需求和看法,总结后进行排序,在专业管理委员会的建议下,提交董事会裁决,然后通过首席运营官(COO)进行行政管理。
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    然而信息技术与临床工程的整合所带来的问题层出不穷,如何做到信息整合一路畅通?David Finn教授拿目前广泛应用在医院内的移动医疗为例。医院中复杂的医疗设备可能会受到一些无线设备的电磁干扰,问题的解决关系到IT和临床工程两个部门。如果为了设备安全,不铺设无线网络,可能会造成系统内信息流的不通畅,两个部门之间势必会相互推诿责任,这应由谁来决定?目前,美国德州儿童医院设有无线专职协调官,负责协调无线设备的安装、频段分配和设备屏蔽等工作。这个协调官了解每一个无线发射器的布局和功率,当任何新设备加入这个无线网络环境时,必须报告协调官,并将新设备合理、安全地设置后纳入整体框架下管理。

    临床工程与信息技术整合的实施需要组织内各成员的参与和支持,因此整合后系统的终极目的应是满足整个组织的需要。

    文/刘杰, http://www.100md.com