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1、刘炜2023年5月25日CHIMA 20231新技术为智慧医院建设提供新动能3工业互联网+区块链技术的应用探索和展望2工业互联网+区块链技术的应用分析CHIMA 2023新技术为智慧医院建设提供新动能CHIMA 2023从两大国家战略看本源以人民健康为中心,推动高质量发展健 康 中 国 战 略带来了数字技术的发展、新基建的能力数 字 中 国 战 略智 慧 医 院 的 本 源CHIMA 2023智慧医院的内涵(以信息技术应用为基础,帮助医院提质增效)运营更高效质量更可控服务更智能指医院资源更为丰富,更具创造力,医院运营成本和效率更合理;医院利用多种多样的技术手段对医疗质量和安全更具控制力,对患者
2、和医务人员的需求更具洞察力,对医学的发展更具支持力。改变传统耗时耗人的医疗服务流程、改善医疗质量、提高工作效率、降低医疗成本、提升患者就医获得感等高质量高效智能可控路径:新技术在医疗场景中的创新,IT架构与应用需求的融合CHIMA 2023国务院办公厅关于推动公立医院高质量发展的意见(国办发202118号)顶层设计政策要求三、引领公立医院高质量发展新趋势(四)强化信息化支撑作用。推动云计算、大数据、物联网、区块链、第五代移动通信(5G)等新一代信息技术与医疗服务深度融合。推进电子病历、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院建设和医院信息标准化建设。大力发展远程医疗和互联网诊疗。推动手术机器人
3、等智能医疗设备和智能辅助诊疗系统的研发与应用。建立药品追溯制度,探索公立医院处方信息与药品零售消费信息互联互通。CHIMA 2023医院高质量发展促进行动(2021-2025年)(国卫医发202127号)政策要求二、重点建设行动(四)建设“三位一体”智慧医院。将信息化作为医院基本建设的优先领域,建设电子病历、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院信息系统,完善智慧医院分级评估顶层设计。鼓励有条件的公立医院加快应用智能可穿戴设备、人工智能辅助诊断和治疗系统等智慧服务软硬件,提高医疗服务的智慧化、个性化水平,推进医院信息化建设标准化、规范化水平,落实国家和行业信息化标准。到2022年,全国二级和
4、三级公立医院电子病历应用水平平均级别分别达到3级和4级,智慧服务平均级别力争达到2级和3级,智慧管理平均级别力争达到1级和2级,能够支撑线上线下一体化的医疗服务新模式。到2025年,建成一批发挥示范引领作用的智慧医院,线上线下一体化医疗服务模式形成,医疗服务区域均衡性进一步增强。工作要求CHIMA 2023我国智慧医院的建设体系“三位一体”完善了政策层面的顶层设计,且三者的建设是相辅相成的。医疗是业务基础,服务是外部延展,管理是内功修炼。应用领域场景CHIMA 2023在全球,我们观察到多种数字化解决方法以提升和解决医疗资源与服务供需不平衡CHIMA 2023新技术在智慧医院建设中的分布战略科
5、技发展新生没落成熟主战场 5G 流媒体 机器人 AR/VR/MR 机器人流程自动化RPA 磁光电存储 3D打印 物联网 大数据 云计算 数字孪生 工业互联网+区块链 数据分析 网页技术移动技术/APP ERP系统 大模型+人工智能CHIMA 2023工业互联网+区块链技术的应用分析CHIMA 2023党中央国务院高度重视工业互联网发展CHIMA 2023工业互联网是国之重器,体现国家意志高性能标识解析单机解析QPS可到300万级,支持性能线性扩展。95%以上的解析请求响应时间150ms标识查询95%以上的标识前缀查询请求响应时间1500ms标识前缀注册95%以上的标识前缀查询请求响应时间=50
6、慢性病=“糖尿病、高血压”并且并且筛选后30条场景控制范围访问控制:筛选条件CHIMA 2023场景标准不汇聚标识资源6.数据流转过程还做不到数据可用不可见,以及数据的不可篡改。工业互联网的特性分析CHIMA 2023国家卫健委:探索研究区块链在医疗健康领域应用场景国家卫健委发布关于加强全民健康信息标准化体系建设的意见。在推进新兴信息技术应用标准化建设方面,文件指出,探索医疗健康区块链技术应用标准化建设。探索研究区块链在医疗健康领域应用场景,加快研究制订医疗健康领域区块链信息服务标准,加强规范引导区块链技术与医疗健康行业的融合应用。加强数据互联互通和数据溯源,鼓励医疗卫生机构在确保安全的前提下
7、,探索区块链技术在医疗联合体、个人健康档案、电子处方、药品管理、医疗保险、智慧医院管理、疫苗管理、基因测序等方面的应用。卫生健康行业的区块链应用落后于金融、政务等场景CHIMA 2023区块链技术是由多方共同记录和维护的一个分布式数据库该数据库通过哈希索引形成一种链状结构,其中数据的记录和维护通过密码学技术来保护其完整性,使得任何一方难以篡改、抵赖、造假。区块链的特点全网分布保存防丢失多方共识记账防篡改块的链式结构易追溯区块链的内涵去中心化、可共享的分布式交易记录系统。共享账本交易条款和交易状态内嵌在区块链脚本中驱动交易执行。智能合约保证交易真实和可验证的同时通过匿名性来保护用户的隐私。隐私保
8、护所有参与者一致同意才意味着交易在网络中通过验证。共识定义区块链是一种牺牲效率建立信用的技术CHIMA 2023医疗服务医联体医疗身份认证医疗信用认证居民健康档案医疗影像调阅电子处方流转医疗电子票据医疗信息存证医疗数据共享解决病例、诊疗信息跨医院流动难、病人转诊重复检查等问题解决个人对自身医疗数据缺乏知情权和控制权及医疗数据追溯问题通过基于区块链的分布式身份,解决医务工作人员身份认证、资质认证等问题解决在医疗、医美等场景中,对医生从业的信用认证问题解决医疗影像跨院安全调阅的问题解决国家对处方外流的存储、共享、流转、监管等需求;满足医保费用实时结算的要求电子票据的生成、传送、存储及社会应用全过程
9、信息防伪可信可追溯解决医疗信息伪造、篡改、不透明等问题针对卫健委汇聚的海量医疗数据的安全共享,解决有数据不可用不敢用的问题医药器械医药供应链协同解决药品安全、药品渠道问题,防止假冒药品流向患者医药供应链金融解决医药配送商资金压力大、患者违规套取医保资金等问题医疗器械代采记录医疗器械物流渠道相关信息堵住供应链漏洞药品疫苗溯源解决医疗器械流转存证、信息追溯等问题医疗保障及其他传染病预警医疗监管商业保险理赔相互保险医疗对账医保支付结算解决传染病上报审核环节多、过程长、不能横向共享等问题解决理赔过程中伪造病历骗保、索赔支付和裁决过程复杂等问题解决政府对组织、机构、企业等疾病数据的实时监控问题解决互助双
10、方间的信任和互助资金流向透明的问题解决无法满足影像检查诊断的医院与第三方医学影像中心之间的对账问题使用分布式账本解决医保支付结算数据同步问题提升支付结算效率区块链目前的应用场景,我们需要考虑的是这些场景是不是一定需要区块链,区块链是不是最好的解决方案!CHIMA 20231.对于需要跨机构数据流转,区块链不适合;2.我们不用管这些数据最终会不会被改,只用管在他流转的过程中不被串改!工业互联网更合适;3.解决所有数据流转、共享的核心问题是数据不聚集。数据还是集中存储,再用区块链做一个安全加固的场景,区块链就变得可有可无;4.区块链的弱点就是牺牲资源和效率,不能用于大量数据的汇聚和存储;5.所有大
11、家都在等,等着算力存储成本的降低,区块链能解决效率的问题区块链的特性分析(局限性)CHIMA 2023工业互联网+区块链技术的应用探索和展望CHIMA 20231+3+N59.85 0 0 0四 位 一 体一 体 化CHIMA 2023患者视角:医联体内为患者提供连续医疗服务、一站式服务及健康钱包调阅的混合场景所有数据流转、共享的基础是数据不聚集。双向转诊健康档案调阅CHIMA 2023双向转诊的现状患者拿着转诊单,去了另一家医院。CHIMA 2023新建离线采集原有离线采集及历史数据同步数据湖实时计算统一元数据、实时更新实现批流一体merge数据湖实时化数据仓库运营管理分析绩效国考指标居民健
12、康管理解决CDR、核酸预警等多源数据的时效要求解决多端应用的数据时效、数量、质量需求解决批流架构融合问题解决数据综合管控问题人口公卫基本公卫传染病症候群公卫应急政务数据政务交换HISLISEMR院端数据数据源端新建实时采集实时指标应用业务应用端萃取指标、统计分析机器学习、高级分析患者360视图区域医疗服务能力分析疾病预测模型解决实时数据计算清洗要求数据集成ELTCDCETL消息队列数据整合与数据质量实时整合消息队列批量抽取数据转换数据质量数据安全先加载数据入湖,湖内转化,标准化解决微批实时对生产库的性能影响,CDC是捕获、解析数据库日志文件目前调阅电子健康档案的方法CHIMA 2023数据不可
13、篡改。拥有全球唯一标识的信息hash上链,保证了该数据的不可篡改性;数据不汇聚。结合数字身份认证技术,在链上建立每个患者唯一的居民健康钱包(个人私钥),用来记录该患者在不同机构上的诊疗健康信息。国家88.137.XXXXXXXXXXXXXX行业省节点数据对象医院业务系统HISPACSLIS医生工作站电子病历.区块链工业互联网标识(全球唯一)健康钱包标识上链核心创新点数据存储在本地工业互联网前置机或者工业互联网提供的Saas服务,数据调阅、网络支撑由工业互联网兜底。CHIMA 2023区块链地址:保存公链上发行的任何token-传统意义上的钱包,类同于银行卡;区块链密钥:证明个人身份的唯一标识,
14、即私钥-地址的所有权,类同于银行卡+密码;区块链钱包:保存多个区块链地址和密钥-类同于存放银行卡的卡包。电子病历地址:各个医疗机构的电子病历同步到工业互联网上的标识;区块链密钥:证明个人身份的唯一标识,可以用身份证+手机号+人脸;健康钱包:保存多个电子病历地址和密钥,构成该居民的健康全集。核心创新点CHIMA 2023初诊医院A转诊医院B解析文档医生调阅完成转诊EMRHIS内网系统病例概要病程记录住院医嘱节点1节点2节点3节点n第三方出行公司姓名手机号车联调度定向转运健康钱包满足条件发起转诊生成转诊文档患者授权患者医生标识上链联盟链病例概要病程记录住院医嘱患者出院病历档案医生EMRHIS内网系
15、统病例概要病程记录住院医嘱健康钱包健康钱包健康钱包标识上链患者出院病历档案病例概要病程记录住院医嘱健康钱包患者医生调阅健康钱包数据节点数据节点数据节点患者内部系统业务过程CHIMA 2023服务层业务层展现层基础资源联盟链电子病历就诊记录健康档案随诊记录计算管理安全管理服务管理审计管理日志管理授权管理认证鉴权数据管理数据分析联合建模存证审计算力资源存储资源数据资源FiscoFabric长安链患者医院管理医护人员过程上链数据上链审计溯源存证取证数据融合模型训练模型预测模型评估数据统计联合查询联合分析数据查询智能合约工业互联网技术架构CHIMA 20231手术记录2麻醉记录3麻醉术后方式记录4输血
16、记录5住院体征记录(体温单)6入院记录信息7出院记录信息8首次病程记录9日常病程记录10上级医师查房记录11阶段小结12会诊记录13术前小结14术前讨论15术后首次病程记录16死亡记录17病案上海品茶18中医住院病案上海品茶19出院小结20重症监护记录、住院诊疗临床路径记录、医院感染记录、不良事件、体检记录等电子病历数据集标准未覆盖数据集标准:CDA共享文档CHIMA 2023区块链数字身份验证数据协同方式多方安全计算数据模板标识解析权限控制第三层第二层第一层数据节点标识解析数据模板第三层第二层权限控制第一层数据节点数据节点间的业务经由隐私计算平台协同,各方数据在本地计算,只输出数据的价值业务系统-原
17、始数据标识注册数据同步隐藏原始数据可用不可见隐私计算平台标识注册数据同步业务系统-原始数据标识注册数据同步隐藏原始数据可用不可见隐私计算平台标识注册数据同步科研视角:跨医疗机构科研数据共享、模型训练的场景CHIMA 2023联邦学习是隐私计算的三种主流技术路线之一。通俗来说就是解决跨孤岛问题而来的,是一种机器学习,其中许多客户端在中央服务器的协调下共同训练的模型,同时保持训练数据的去中心化及分散性。联邦学习在数据不出域的情况下的数据利用与建模,保证数据的可用不可见。机器学习是什么?机器学习是人工智能(AI)和计算机科学的分支,专注于使用数据和算法来模仿人类学习的方式,逐渐提高其准确性。联邦学习
18、的原理CHIMA 2023分别在三个成员医院的机房内部署成员超融合一体机,并在协和医院的机房中部署联邦服务超融合一体机(为了试用方便,暂定部署在协和医院的机房)。启动一体机后配置网络,保证3台机器都接入联邦服务一体机,并保证3台机器能相互通讯,进行联邦学习。网络拓扑绿色接入:同步该成员的目录信息以及数据集目录信息至联邦服务,达到联邦成员的数据共享。蓝色交互:成员在联邦训练的过程中交互参数、信息等(不包括本地数据)。橙色推送:隐私计算平台和工业互联网的交互,隐私计算平台将成员模型数据推送到工业互联网的数据节点上。CHIMA 20232.发起方创建联合建模的项目,添加各个参与方(协作方)备注:1.
19、数据本身没有上传,它保存到本地系统内。2.本平台提供数据对齐功能,各参与方的数据集结构关键数据项相同即可,无需完全一致。备注:添加参与方后,发起方只能看到参与方提供的数据集的信息,看不到数据本身。1.每个参与方上传数据集信息到平台业务流程CHIMA 20233.发起方选择各种组件,一般是先做数据处理,再做样本筛选,最后做数据训练得到模型。备注:可根据业务需求做定制开发各种组件。4.训练结束后,可通过验证报告判断该模型的训练结果,如不理想,可调整参数再次训练。业务流程CHIMA 20235.将训练理想的模型发布,平台上的其他用户可通过API,代码配置,SQL配置等方式调用该模型。6.训练的每个步
20、骤和关键数据都hash上链,保证每个步骤的真实性,便于追溯。业务流程CHIMA 2023每个患者申请属于自己的居民健康钱包(可在任何一家机构申请),实现跨机构患者全健康过程的数据打通;做一套医养康一体化的系统,打通2套体系很困难。现阶段不如打通数据实现数据的安全流转和共享。患者从家出发就医,在同区县的一级基层医疗卫生服务机构进行转诊,再向上转诊到三级区域性医疗卫生服务机构接受更强能力的医疗服务。到恢复期、稳定期转诊到二级医疗卫生服务机构,到慢性期、康复期转诊到一级医疗卫生服务机构,最终回到家庭进行家庭护理与自我护理。简单展望:是主动健康的重要基础,基础推进居家社区、医养康养一体化发展CHIMA 2023数字赋能健康、守正更需创新CHIMA 2023