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世界HIT发展的新趋势-李包罗

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世界医疗卫生信息化发展动态
李包罗 华磊 魏永华* 北京协和医院信息中心 100730 libl@

1. 针对医疗的Hype Cycle

以下的图1和图2分别为针对医疗技术和应用的Hype Cycle曲线图 Gartner Group, Inc.: Hype Cycle for Healthcare Provider Technologies, 2005
，Gartner Research组织每年都会发布针对各个行业技术和应用的相关Hype Cycle图表，详细论述某项技术和应用在各自领域的目前状况以及未来趋势，从而在一定程度上指导客观世界的实践活动。
图上的纵轴代表某项应用或技术的受关注程度，而横轴代表某项应用或技术的成熟度，它被分割为5个阶段：
1． 技术起步阶段（Technology Trigger）： 在应用或技术方面产生某种突破，这种突破开始吸引行业内部的关注，并对相关领域产生影响。
2． 鼓吹期（Peak of Inflated Expectations）：这个阶段，某种技术或应用被赋予了过于狂热和不切实际的期待，一小部分的成功应用者大力鼓吹，但大部分的实施都是失败的。这段时期那些与此项技术相关的会议组织者和杂志出版商是最大的受益方。
3． 低潮期（Trough of Disillusionment）：因为某项技术并没有像期待的那么成功，于是开始渐渐淡出人们的视线，媒体也渐渐失去兴趣而不再关注，但是仍会有一小部分冷静清醒的人在继续努力。
4． 逐渐成熟的发展期（Slope of Enlightenment）：通过进行扎实且大量的实践工作，逐步对此项技术或应用的适用性，优越性以及风险都有了充分和正确的了解。越来越成熟的方法学和辅助工具简化了开发过程，技术逐渐走向成熟。
5． 成熟稳定期（Plateau of Productivity）：客观世界已经对这项技术带来的好处充分的肯定和接受。辅助工具和发法学逐步的发展，融入到技术的第二代甚至第三代的版本中。这个阶段最后的受关注程度的高低（也就是纵轴的高低），基本上取决于市场推广的成功与否。达到这个阶段的，应该有大约30%的相关客户都已经实施了或正在实施此项技术或应用。

图表上的曲线表现了技术和应用的受关注程度和发展阶段的关系，沿横轴正方向技术越来越成熟，沿纵轴正方向，受关注程度越来越高，安照图中理论，轨迹上的每一个点，也就是每一项应用或技术都要遵循曲线的轨迹走下去，而每个点的颜色则表明此项应用或技术发展到第五阶段估计出的所需时间。
应用：

图 1

图表1描述的是2005年针对医疗应用的Hype Cycle图，用来描述各种应用的不同发展阶段，其中处于第一阶段，技术起步期的包括：
1.1 个人健康记录（PHRs）
1.2 床旁多媒体终端（Bedside Multimedia Terminals）
1.3 整合临床和财物的业务智能系统（Integrated Clinical/ Financial BI Systems）
1.4 电子处方（E-Prescribing）
1.5 病人自助信息亭（Patient Self-Service Kiosks）
1.6 病人信息门户（Patient-Portals(Transaction)）
1.7 围手术期图表与麻醉文档（Perioperative Charting and Anesthesia Documentation）

处于第二阶段鼓吹期的应用包括：
2.1 第三代电子病历（Gen 3 CPRs）
2.2 急诊电子病历（Ambulatory Electronic Medical Record）
2.3 下一代的病人财务系统（Next-Generation Enterprise Patient Financial Systems）
2.4 远程医疗（Telemedicine (ICU)）
2.5 急诊科临床自动控制（Emergency Department Clinical Automation）

现正处于第三阶段低潮期的应用包括：
3.1 ICU信息系统（ICU Information Systems）
3.2 CPOE
3.3 灾难恢复/业务恢复（Disaster Recovery/Business Continuity）

处于第四阶段逐渐成熟的发展期的应用包括：
4.1 第二代电子病历（Gen 2 CPRs）
4.2 企业资源计划（ERP）
4.3 医院排班系统（Enterprise Scheduling Systems）

处于成熟稳定阶段的应用包括：
5.1 PACS

技术：

图 2
图表1描述的是2005年针对医疗技术的Hype Cycle图，用来描述各种技术的不同发展阶段与受关注程度，其中处于第一阶段，技术起步期的包括：
1.1 数字显微镜（Digital Microscopy）
1.2 网格计算（Grid Computing）
1.3 用户定制（User Provisioning）
1.4 地区性健康信息组织/电子健康记录（RHIO/EHR）

处于第二阶段鼓吹期的技术包括：
2.1 手写识别（Handwriting Recognition）
把从自由文本框手写输入的内容转为格式化的，计算机可识别的ASCII文本
位置说明：手写识别是很热门的东西，随着微软把更加强大的手写识别技术加入到Windows XP Tablet PC Edition 2005以及SP2之后，其更逐渐受到关注。
2.2 无线射频识别（RFID）

现正处于第三阶段低潮期的技术包括：
3.1 护理记录（Continuity of Care Record）
护理记录是由护理人员纪录下来的病人信息，它属于病人病历的一部分。
位置说明：CCR的标准早已经发布，但是到目前位置还没有得到很好的执行，也缺少相关的实施指导。
3.2 生物特征识别（Biometrics）
3.3 业务流程管理系统（Clinical Workflow/ Business Process Management）
3.4 自然语言处理（Natural Language Processing (Text to Facts)）
这一步的自然语言处理要求根据本体的概念，把文本内容转化为编码的，结构化的内容。
位置说明：缺少足够的标准本体概念用以提炼复杂的数据，这种缺乏在中文方面更为明显，阻碍了相关许多应用的发展。
3.5 整合临床病人记录的PDA系统（PDAs Integrated With CPRs）
显示病人一些重要的护理信息的PDA系统，加之显示一些重要的病人信息。
位置说明：受支持软件的制约，也受自身硬件的限制，包括屏幕尺寸，硬件系统的稳定性的问题，都限制了PDAs的快速发展。
3.6 语音识别（Speech Recognition (Once and Done)）
在一个包含语音识别功能的工作站前，计算机可以纪录讲话的内容，同时讲话人也可以完成编辑工作。
位置说明：放射科和病理科已经逐步采用了这种系统，但是针对其他领域的语言模块仍不完善，所以限制了实施。
3.7 平板电脑（Tablet PC）
位置说明：目前逐渐广泛的用于移动护理与医疗，它的便携性和手写输入识别是电子病历系统选中它作为床前，移动终端的重要原因，它的优势正开始显现出来。
3.8 面向对象的商业应用（SOIA/SOBA）
位置说明：由于厂商逐渐转向基于.Net和J2EE的网络服务系统，所以此项技术被逐渐的推广。
3.9 基于IP的语音传输（VoIP）
3.10 直接电子数据交换（Direct EDI）
3.11 自然语言处理（Natural Language Processing (Document Classification)）

处于第四阶段逐渐成熟的发展期的技术包括：
4.1 HL7 v3版消息（HL7 Version 3 Messages）
4.2 医学词汇控制标准（Standard CMV）
4.3 全院病人主索引（EMPI）
4.4 HL7临床文档（HL7 CDA R1/R2）
HL7 CDA是支撑XML表达临床文档的标准。R1和R2分别是美国和加拿大医疗保险索赔附件系统的基础。
位置说明：在美国已经有一些实施，在欧洲实施更加普遍。
4.5 Web服务（Web Services）
通过互联网，利用基于XML的技术，实现面向对象的体系结构
位置说明：在内部的局域网中，现在已经被广泛应用，但是因为安全可靠性方面的原因，在广域网上的应用还处于摸索阶段。
4.6 企业公钥基础架构（Enterprise PKI）
4.7 规则引擎（Rule Engine/Business Rule Engine）
规则引擎
4.8 单点登录（Single Sign-On/ Reduced Sign-On）
通过一次登陆就可以访问一系列的分离的应用，而不需要重复的权限认证。
位置说明：已逐渐被医疗卫生部门采用，比例大约超过了20%

处于成熟稳定阶段的技术包括：
5.1 可靠的邮箱系统（Secure E-Mail）
5.2 HL7上下文管理（HL7 CCOW）
5.3 语音识别（Continuous Speech Recognition (Transcription)）
5.4 文档影像（Document Imaging）

2. 电子病历
EHR不等于EMR HIMSS Analytics：Electronic Medical Records vs. Electronic Health Records:Yes, There Is a Difference， 黄新霆译

－电子病历建设阶段分析
电子病历对应的英语词组有两个：Electronic Medical Record和Electronic Health Record，但Electronic Medical Record等于Electronic Health Record吗？2005年9月，HIMSSAnalytics发布了Electronic Medical Records vs. Electronic Health Records:Yes, There Is a Difference白皮书，明确指出他们不是一个概念，他们的主要区别如下表1。
Electronic Medical Record（电子医疗记录）
Electronic Health Record（电子健康记录）
位于医疗机构的本地记录
患者所就诊的一个医疗机构的临床服务记录
这些系统由软件商提供，由医院，卫生保健机构，急救中心等安装
由医疗机构所有
可以通过一个入口看到一个患者记录中一些结果信息但是不能交互式
不包括患者其它就诊的医疗机构中的信息
来自患者就诊的不同医疗机构间信息的子集
由患者和相关人员所有
集团，州，或今天出现的区域（如RHIO）甚至未来全国性的
由区域卫生信息网络提供交互式患者入口，也能够为患者添加信息链接。
表1：EMR与EHR对照表
由于EMR建设的复杂性，在做好EMR规划的基础上，EMR建设应根据医院的现状及需求等情况分阶段实施，根据国外的经验，我们大致可以把EMR的建设分为以下几个阶段（如表2），这个表还可以作为医院对自身EMR建设的初步评估。
阶段7
医疗记录完全电子化，医疗机构实现EMR与EHR的结合 0 %
阶段6
完全医疗记录管理系统　完全的CDSS，完全的PACS 0%
阶段5
全跟踪的药物治疗管理系统 0.03%
阶段4
CPOE, CDSS (临床路径) 0.84%
阶段3
护理系统, eMAR, CDSS (禁忌 & 配伍 警报), PACS 1.73%
阶段2
CDR, CMV, CDSS 接口引擎, 影像系统 47.54%
阶段1
辅助系统－LIS、RIS、药品管理系统等 20.47%
表2　电子病历建设阶段简表（译自HIMSS Analytics）
阶段1：实现了主要临床辅助系统（如药品管理系统，LIS，RIS）
阶段2：主要临床辅助系统提供数据给CDR以便医师重新得到或回顾结果，CDR包括了一个受限医学词汇表和临床决策支持/规则引擎。这个阶段CDR可以链接来自影像系统的信息。
阶段3，护理系统、图表、治疗计划，和电子药物管理系统（eMAR）已经实现并和CDR结合。临床决策支持的第一个水平是实现对医嘱录入的操作错误检查（如药物/药物，药物/食品.药物/检查冲突检查）。PACS的接口能让医师通过组织内部网络访问相关的医学图像。
阶段4：护理和CDR环境中增加了供任何临床医师使用的CPOE，同时实现了涉及到根据基于医学协议的第二水平临床决策支持。
阶段5：全跟踪药物治疗管理环境完全实现，eMAR和条形码以及其它自动标识技术（如RFID）已实现，并与CPOE及药物系统结合在一起，在药物管理上实现患者卫生保健过程中安全的最大化。
阶段6：实现上面提到的完全的医疗文档/图表。第三水平的临床决策支持提供了所有临床医生诊疗行为的向导。这些向导与以变化的及依从性的警报形式提供的协议和成果相关。一个完全功能的PACS系统在内部网络内向医师提供医学图像，取代了所有胶片图像。
阶段7：临床信息能够与在一个区域卫生网络中所有的实体（如其它医院、门诊部、急救中心、雇主，付款人和患者）经过电子事务或交换电子记录方式方便地共享。医学记录完全电子化/无纸化。这个阶段允许医疗机构支持真正的EHR。
医疗信息系统发展五阶段论
世界知名咨询公司Gartner Group把医疗信息系统的发展划分为五代。 Prepared by the Gartner Group, Inc.See paper, “Leveraging IT to Improve Patient Safety”
第一代系统仅仅是数据收集者，通过创建临床数据库，实现比手动方式较快地获得信息。第二代系统采用电子病历（Computerized Patient Record 或 Electronic Medical Record, 简称CPR或EMR）来完整地记录临床的各种事件和信息，并实现基本的临床决策支持系统（CDSS）以减少医疗错误。第三代系统能够把临床决策支持系统结合到整个医疗服务过程和工作流程中去，并使用标准的医学词汇来规范医学概念，实现计算机化医嘱录入（CPOE），并具备定量分析错误和方法有效性的基本体系，从而达到减少超过一半的可避免的医疗错误。第四代包括比较成熟的临床决策支持系统（CDSS）、临床管理协议（protocol）、比较广泛地采用知识管理、疾病追踪管理、通过与最新的临床研究知识库的接口，提供循证(Evidence-based) 的决策支持和针对每个病人的个性化的医疗服务；第五代是智能化的临床信息系统，估计2010年后才会出现，包括高度成熟的CDSS、关于医疗机构（Care Delivery Organization）具体的知识融入日常工作流程、真正的基于循证的医疗、每一例医疗效果的追踪、连接到国家医学图书馆和最新医学研究成果、病人并发的状况能有效地处理、具有与移动个人监护设备的接口、提供个性化的病人信息并在任何地方都可以获得。

根据这个五代模型，美国等西方发达国家的医疗信息系统已经从第二代向第三代迈进。我国的医疗信息系统还处于普及第一代，并逐步向第二代转变的过程中。

图3：医疗信息化的五个阶段
电子病历与医疗失误
临床信息系统的根本驱动力在于避免医疗事故与差错，提高医护质量。
当前基于手工的医疗过程充满着导致医生、护士们犯错误的可能性。美国的调查数据表明，在一个普通的医院里，每给药5次就有一个错误发生。对病人构成潜在伤害的占7%，就是说，一个300张床的医院，每天就有40次错误发生。

图4 美国死因分布图
上图取自美国医学研究所和疾病控制与预防中心的统计结果，给出了导致死亡的主要原因，医疗处置不当（错误）列第五位，高于肺炎、糖尿病 、车祸、自杀和肾脏疾病，人数在48，000到96，000之间。以上统计结果多少有些耸人听闻，但中国的实际情况更为糟糕。
许多研究表明，在每年发生的几百万件医疗错误中，可以预防的占70%，有可能预防的占6%，不可能预防的占24%。 To Err Is Human. 2000. Kohn LT, Corrigan J, Donaldson MS, eds. Washington, DC: National Academy Press, p. 1.

以计算机化的医生医嘱录入系统（CPOE，Computerized Physician Order Entry）为例，可很好的说明临床信息系统对防止医疗差错，提高医护质量的突出作用。医生医嘱录入系统有着丰富的内涵，不仅仅是指医生通过计算机录入医嘱，还常常包括用药控制、联机警告和提示系统、临床路径与诊疗规程等等。
表3 美国五家著名医院实现了CPOE所获得的巨效益
上表给出了美国五家著名的实现了CPOE的医院所获得的巨大效益。主要表现为医疗事故、医药错误的明显减少，从处方到取药的时间的缩短，和平均住院时间的缩短。

3. 医院信息系统的集成
美国医疗卫生信息与管理系统协会（Healthcare Information and Management Systems Society，美国医学信息学界一个重要的学术组织）HIMISS的一份报告指出：跨入21世纪，努力规划一个互连和互通的医疗基础架构将影响一个国家的医疗健康行业的长远发展。HIMSS与北美放射学会（RSNA）还就此问题于1998年共同组织了“IHE（Integrating of the Healthcare Enterprise）——医疗机构一体化组织”，致力于医院信息化接口的标准化和医院信息系统与医疗设备的集成技术[21]，使得医疗行业在进行信息交换与数据集成过程可以做到简单、高效、灵活的目的。最近，来自马萨诸塞州CITL的研究报告中发现，如果所有不同的医疗卫生信息系统之间都使用标准化的信息交换（Healthcare Information Exchange and Interoperability，HIEI），每年可以节省77.8亿美元。这说明如果采用标准化的方式，研究一个可扩展的统一集成平台将为医院信息系统的发展带来巨大的意义。
集中式的数据库仍然会存在，但更重要的一点是会有一套系统之间进行数据交换的标准，这是最主要的。所谓“集中”是以数据库为核心的，而“集成”是指一个平台，这个平台纵向有很多层，横向可以连接不同的异构的数据库和不同的应用，这样的架构会成为下一代的医院信息系统的核心。这样的一种系统设计是近年来研究的重点，这件事要比我们十年前由部门级的信息系统向一体化的信息系统过渡时所面临的问题要复杂得多。
下图表明美国一个典型的医院网络包括6-10的不同的系统。
A typical hospital network contains 6 – 10 independent systems*

（选自IBM材料）
不同科室对系统的要求不同，单一系统无法满足整体要求（护理站系统、医生工作站系统）：随着系统应用的扩展，大量信息孤岛产生了．
• 有其必然性
• 发展阶段性
目前国内医院信息系统正由第二代向新一代医院信息系统发展，要说中国第二代医院信息系统的重点是以主题数据库为中心而发展的，新一代的医院信息系统的核心技术就是信息集成。具体体现在医院信息的以下4个特点上：
特点一：医院信息系统属于迄今世界上现存的企业级（Enterprise）信息系统中最复杂的一类，一个医院的信息需求又是不断扩展的。医院作为一类特定的Enterprise，有着自己独有的特点，因此他所对应的信息系统有着自己特殊的地方，比一般普通的业务系统要复杂的多。因为医院信息系统中不仅拥有与其他行业一样的管理信息系统（Management Information System），还包括了以病人为中心的复杂的临床信息系统（Clinic Information System），以及各种实验室系统（Laboratory Information System），PACS影像系统等等。也就是说，对于医院信息系统的集成，不仅要考虑到一般的基于普通新老系统之间的集成问题，还要考虑到各种异构平台的不同应用之间的复杂集成问题。
特点二：虽然医院信息系统已经有了很大的变化，但是医院对信息的需求是不断扩展的，加之医疗卫生信息的复杂性，决定了世界上不存在任何一个HIS厂商可以提供一个医院所需要的全线产品，医院势必要引进不同厂商的产品。因此在同一医院环境下，集成不同厂商的产品就成为医院信息化实现过程中必然遇到的问题。
特点三：目前，国内HIS的开发，大多没有遵循统一的标准，主要是各自为政，医学信息标准化的问题越来越成为制约信息产业飞速发展的瓶颈。众所周知，没有信息标准化，任何软件产品的大范围推广都有困难，不同部门间的信息交换也只是梦想[14]。再加上不同厂商的产品开发方式，所基于的平台各不相同，这些产品进入同一家医院时，他们之间的信息共享，与医院原有系统的集成就更加难上加难。所以在医院环境下，如何去解决异构系统间的集成问题，采用何种集成方法就变得非常重要。
特点四：IT技术日新月异，各种集成解决方案成为IT界讨论的热门话题。在过去的30年中，信息系统中的集成概念已经发生了翻天覆地的变化。最开始集成主要是将一套不同的硬件连接起来支持新开发出来的软件，随着硬件的发展，使得构建更加复杂的软件成为可能，集成的特性发生了改变。集成越来越意味着耦合硬件和软件来形成一个系统。现代集成的概念是由软件主导的[2]。企业越来越多地致力于将他们已有的软件与新软件进行集成来实现新的应用功能。互联网络的出现使我们可以通过网络在异构平台上使用不同的软件，从而使集成工作比以往更加复杂。IT技术的发展，更可以为医院信息的集成提供一个最优的集成方案。

接入设备:WEB浏览器/手机/PDA等
WPS - WebSphere Portal Server)
用
其它
已有应系
系统平台, 工作流服务总线
(WBISF - WebSphere Business Integration Server Foundation)
公共组件
业务逻辑组件
应用2
应用3
其它
数据库
信息数据库
. . . . .

用户和界面服务的集成:
提供统一的用户认证, 统一风格的用户应用界面, 并根据用户权限提供个性化的应用组合。

应用和流程服务的集成:
提供应用间信息交换的平台, 提供应用的流程以便实现复杂业务。
提供公共应用组件, 完成具体业务逻辑, 实现组件的再利用。
数据服务的集成:
提供数据仓库，以完成数据报表、统计、分析、挖掘和监控。
公共组件
业务逻辑组件
如文档管理，搜索等
业务整合技术参考架构

数据标准
接口标准
用户

（选自IBM材料）
2004年1月微软发布了BizTalk Server2004——企业应用集成服务平台，它是基于业界标准XML Web Service的数据集成交换和业务流程整合的平台。它提供了集成开发工具，数据集成应用和商务流程集成应用的功能。同时，微软在BizTalk2004基础上推出了Accelerator for HL7——微软专门为了医院信息系统集成，基于HL7标准而开发的医院信息系统集成加速器，它使得医院的信息共享和集成更加方便。近来，IBM也提出了HCN，HAI（Healthcare Application Integration，基于IBM的WBI，WebSphere Business Integration提出的针对医院信息集成Total solution）的医院信息系统集成解决方案，其中也是以HL7为信息传输的标准，采用Message Queue技术搭建医院信息系统的集成平台；还有ORACLE公司在数据层面上提出的HTB（Healthcare Transaction Base）概念也是基于跨平台的为医院信息系统的集成提出的解决方案。以上的事实表明，目前医院信息系统的发展将面临着一个最迫切和最重要的问题：医院信息系统的集成和标准化问题。

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