南京市衛生信息中心:基于5G+人工智能的南京都市圈主動健康管理服務平臺
(1)項目背景
心腦血管疾病、老年病患者的有效治療和持續慢病管理,以及婦幼易感人群的健康管理,都是社會關注和亟需解決的重大民生問題。有必要通過健全有效的健康管理機制,對上述人群的健康危險因素進行全面監測、評估、預警、干預,最終實現降低重點人群的患病風險、增強患病群體的防治效果、減少患病群體的診療支出,提升患者生活質量和全民健康獲得感。
隨著網絡通信、人工智能與大數據、遠程醫療技術的飛速發展,傳統的健康管理方式已不能適應廣大民眾更高層次的健康管理需求和及時診療救治需求,構建醫療健康大數據驅動的主動健康管理模式,建立一個信息化、智能化的多維度健康管理體系是必然趨勢。
2021年2月,國家發改委批復“南京都市圈發展規劃”。根據南京都市圈整體規劃,在醫療領域將重點提升區域協同層次和效率,打造全國領先的區域醫療示范樣板,具備一體化主動健康管理網絡和平臺成為南京都市圈域內城市的內在訴求。
據統計數據,截至2020年底,南京都市圈域內城市各類心腦血管病病患者、老年病患者、婦幼重點關注人群數量高達1968萬。目前,常規慢病跟蹤、健康管理花費巨大,且存在醫療資源分布不平衡 、基層醫療機構缺乏專業指導和及時響應等突出問題,區域醫衛監管部門、醫療機構亟需基于信息化手段、5G先進技術,從技術層面建立區域信息平臺,配合國家相關政策,將南京都市圈主動健康管理規劃從政策指引推向實踐落地。
(2)項目概述
以國家政策為指引依托5G網絡技術,結合社會健康管理普遍需求,由南京市衛生健康委牽頭與“南京都市圈”區域內10個地市醫衛管理機構共同建設基于5G+人工智能的南京都市圈主動健康管理服務平臺,構建區域化醫療服務新模式,針對健康管理重點人群、亞健康人群、慢病患者、術后患者提供線上+線下全流程的閉環醫療服務。平臺以物聯網、大數據、云計算、知識圖譜、機器學習等信息技術為基礎,依托5G網絡實現對區域健康大數據的高效共享、智能分析、綜合利用,最終打造科學健康評估、有效健康干預、區域資源協同為目標的主動健康管理與服務支撐保障機制。
在遵循信息化系統建設標準和技術規范基礎上,通過頂層設計依托5G網絡,結合人工智能、大數據、物聯網、云計算先進技術,結合健康管理體系要求,建設基于5G+人工智能的南京都市圈主動健康管理服務平臺體系,專業平臺包括:基于數據驅動的都市圈區域協同健康管理平臺、基于個人健康管理的區域專家服務平臺、基于重點人群健康危險因素的預測預警平臺、南京都市圈智慧醫療協同服務平臺 。
(1)產品建設框架
1)構建覆蓋區域的5G醫療健康專網滿足不同應用場景需求
基于5G+MEC打造的醫療專網方案,通過靈活部署形成南京都市圈5G醫療健康專網,快速實現各醫療機構數據互聯互通,實現健康監護人群數據實時采集收集;替代現有醫院Wi-Fi網絡或部分有線網絡。通過5G MEC下沉、本地分流等,實現流程數據在醫聯體內部的IT系統間流轉,實現安全訪問、數據安全等需求,最終實現所有健康數據上傳到南京衛生信息中心,完成數據分析。
圖1 南京都市圈5G醫療健康專網架構示意圖
圖2 醫院專網架構示意圖
2)基于5G+人工智能的南京都市圈主動健康管理服務平臺建設框架
搭建首個國家級都市圈主動健康管理服務平臺,實現區域互聯網醫院線上診療、專家團隊健康管理、慢病隨訪、家庭醫生服務、遠程診斷、遠程會診、遠程查房、雙向轉診,構建區域化院前、院中、院后全流程在線醫療服務,同時平臺與人工智能、智能穿戴設備、三級管理干預體系等相結合,建立主動健康服務新模式。
圖3 基于5G+人工智能的南京都市圈主動健康管理服務平臺
(2)接入層面
整合區域內醫療公衛機構醫療健康數據形成數據源;借助物聯網智能穿戴設備數據、患者上報的飲食、出行等數據以及各種可信的第三方數據,形成個人醫療健康數據源;最后研發數據采集方法借助網絡層和數據層技術,將醫療健康數據采集匯聚。
(3)網絡層面
利用5G網絡切片與邊緣計算技術實現高速率、低時延的數據傳輸,保障數據本地化處理,不出院區保障絕對安全。通過分配于不同應用場景的獨立網絡或共享網絡,實時高速、高可靠超低時延地實現通信主體間的信息傳輸,實現南京都市圈范圍內醫療機構信息交互與共享。
(4)數據層面
第一步建立清洗模型,將多源醫療健康異構數據初步加工得到醫療健康信息初始數據集;第二步研發語義分析引擎,將醫療健康數據轉化為結構化數據,解決數據異構問題;第三步制定統一醫療健康數據標準,借助ETL工具和SQL技術,將數據集加工轉換為醫療健康信息標準化數據集;第四步研發醫療健康數據質控系統;第五步研發數據存儲模型,將多源異構醫療健康數據進行匯集;最終,形成醫療健康數據庫、醫療健康知識庫、醫療健康區塊鏈和醫療健康知識圖譜。
(5)決策層面
其一,利用平臺收集個體人口信息及健康檔案、電子病歷、體檢報告等大量數據,通過模型算法從中抽取居民個體特征,形成居民個人健康模型,研發居民個人健康畫像;其二,對重點人群建立縱向健康檢查數據為建模隊列,分析各種危險因素與疾病的相關性及權重,研發風險預測預警模型;其三,配合百萬量級的標注數據庫,對生命信號進行深度神經網絡的建模,研發健康干預模型,實現較高準確率的相關疾病的人工智能輔助診斷系統,對健康生命體征數據進行對應的臨界值的預警。
(6)應用層面
將數據應用和人工智能診斷技術模型進行有機融合,構建基于互聯網+的區域醫療協同,線上線下一體化的醫療服務模式,形成數據驅動的主動健康管理服務,提供包括智能健康評估、風險因素識別、重點人群管理、疾病預測預警、健康行為干預等組活動健康管理服務應用,再通過分級部署,實現多級協同管理,為個人主動健康管理保駕護航。
應用平臺主要功能包括以下內容。
(1)基于數據驅動的都市圈區域協同健康管理平臺
依托南京市衛生健康委衛生健康官方門戶,以南京衛生12320網站、健康南京APP、南京衛生12320微信公眾號為主要載體,開展基于數據驅動的南京都市圈區域協同健康管理服務,服務都市圈全體民眾。
1)主要業務功能
第一,區域互聯網診療服務
以南京都市圈實體醫院為支點、醫療專家為支撐,搭建區域互聯網醫院,提供給醫療機構統一入駐平臺;實現統一預約掛號、一賬通支付、在線音/視頻問診、預約檢驗/檢查、報告異地查詢等業務。
第二,區域協同醫療服務
遠程會診/遠程查房:實現都市圈患者健康檔案數據共享,借助5G視頻通訊技術,三級醫院通過平臺可對醫聯體基層醫院的疑難病例進行線上遠程會診/遠程查房。
雙向轉診:建立有效、通暢、嚴密的上下轉診信息化通道,包括轉診檔案建立、上轉下轉、轉診申請、轉入評估等功能。
第三,區域健康宣教服務
與專業知識庫相結合,為重點人群提供涵蓋健康干預、疾病治療、疾病康復、營養、運動知識的綜合性智能宣教平臺;必要時可以與專家在線健康咨詢。
第四,區域健康管理服務
集成家庭醫生服務、慢病隨訪、醫療服務地圖、專家問答、名醫直播、名醫講堂等健康管理服務;管理人員通過調閱患者個人健康檔案可以給患者提供個性化宣教與跟蹤管理服務。
2)平臺功能展示
圖4 南京衛生12320公眾號和“健康南京”APP
圖5 家庭醫生客戶端 南京都市圈醫療服務地圖
圖6 區域雙向轉診平臺
圖7 區域遠程會診(MDT會診)平臺
(2)基于個人健康管理的專家服務平臺
都市圈內可以跨省、跨醫院通過將三級醫院與基層社區醫院聯動組建健康管理團隊機制,借助家庭醫生對健康管理患者的長期跟蹤隨訪,同時平臺上創建以權威三甲醫院專家為核心的健康管理專家團隊為區域內的重點人群、亞健康人群、慢病患者、術后患者等提供留言咨詢、健康任務管理等服務。以平臺為支撐,形成功能完善、規模適度、覆蓋全區域、全方位的健康管理服務有機體系;開展精細化定制化的服務,早發現、早治療,減少主要健康危險因素,對管理人群實施干預措施,為患者提供各種醫療服務,構建互聯網時代新的服務生態體系。
平臺功能展示
圖8 專家服務首頁和健康管理團隊關注
圖9 健康任務管理(檢查/用藥/隨訪/指導)和隨訪問卷管理
圖10 患者健康檔案共享(基本信息/危險因素/既往病史/家族病史)
圖11患者健康檔案共享(患者病歷/檢驗檢查/電子病歷/住院報告)
圖12 血壓中心站-血壓報告(非同3日、7日、30日)
圖13 血糖中心站-血糖記錄
(3)基于重點人群健康危險因素的預測預警平臺
平臺建立“數據采集+人工智能評估+危急值預警+醫療急救”新型的“互聯網+人工智能”的醫療模式,用戶在院外通過智能穿戴設備采集相關生理參數(單導聯心電、十二導聯心電、動態血壓、睡眠腦電監測、睡眠呼吸監測、胎心多參監測、血糖、血氧等),發送至人工智能云中心進行危急值、正異常狀態初步評估,如果發生異常危急情況將用戶完整的個人健康檔案匯總推送至專家醫生團隊,醫生可以根據患者生理參數異常值結合個人健康檔案信息進行診斷,同時觸發醫院120急救體系進行快速救治。對于需要干預的患者,隨訪人員通過調閱患者個人健康檔案后給患者提供個性化宣教與跟蹤管理服務,實現健康宣教、健康管理、指導服務的一體化。
平臺功能展示
圖14 健康管理APP和心電AI評估
圖15 生命體征數據5G傳輸
圖16 單導聯心電監測及診斷
圖17 十二導聯心電監測及診斷
圖18 睡眠監測儀/呼吸治療儀/藍牙血壓計/藍牙血糖儀監測及評估
(4)南京都市圈智慧醫療協同服務平臺
平臺以醫聯體智慧醫療建設為基礎,南京都市圈內的大型三甲醫院作為診斷中心醫院,搭建覆蓋院內、院外的區域遠程智慧醫療協同服務平臺,為區域的所有醫療機構提供三甲醫院同質化的診療服務。由南京都市圈各醫療機構、院區、科室及醫聯體下轄各衛生醫療機構共同參與,實現區域遠程心電動靜一體化監測診斷、區域遠程醫學會診、區域遠程影像診斷、區域遠程臨檢等一體化業務管理;老百姓在家口的基層醫院就可以獲取三甲醫院的權威報告。
平臺功能展示
圖19 區域遠程心電動靜一體化監測診斷平臺-南京都市圈管控界面
圖20 區域遠程心電動靜一體化監測診斷平臺
圖21 區域遠程醫學會診平臺
圖22 區域遠程影像診斷平臺
圖23 區域遠程臨檢平臺
平臺實現區域內的業務中心醫院以及醫聯體醫療機構醫療之間區域協同醫療業務,當前應用情況舉例。
(1)基于數據驅動的都市圈區域協同健康管理平臺
平臺依托南京市衛生健康委官方衛生健康門戶,以南京衛生12320網站、健康南京APP和南京衛生12320公眾號為主要載體。目前平臺注冊人數已超過500萬,日服務人數超過1萬人。平臺已對接南京都市圈內的社區衛生服務中心(鄉鎮衛生院)131家,二級醫院19家,三級醫院31家,其中公立醫院23家,部隊醫院3家,民營醫院5家。平臺累計采集醫療機構數據近150.51億條,經標準化后正確入庫數據近86.81億條,已建立居民健康檔案700多萬份,大部分三級醫院、社區衛生服務中心醫生工作站可調閱居民健康醫療信息。為百姓提供統一的健康咨詢服務、智能化醫療服務,累計服務總量超2500萬人次,業務量、服務量位居全國首位。
(2)基于個人健康管理的專家服務平臺
平臺通過三級管理架構滿足醫聯體內三級醫院健康管理中心、基層醫療機構協作單元和管理人群的諸多信息化需求。管理人群健康數據對三級醫院和基層醫院實時共享。三級醫院可以為基層醫院提供專家團隊管理服務,對患者進行規范化、長時間、多方面的綜合管理。
平臺建立起都市圈三級防控體系,二級以上醫院入駐超過200家,實現專家團隊專業化管理,注冊專家將超過4000位。
(3)基于重點人群健康危險因素的預測預警平臺
該項目為2018年江蘇省科技計劃項目——基于大數據和人工智能的“南京都市圈”慢病綜合防控云平臺。通過信息化手段為南京都市圈內的三甲醫院、醫聯體基層醫院、健康管理重點監測人群搭建溝通的橋梁,三甲醫院可通過組建專家團隊為南京都市圈患者提供綜合化、個性化的遠程診斷、疾病預警防控服務,多維度對患者科學管理。
(4)南京都市圈智慧醫療協同服務平臺
1)區域遠程心電動靜一體化監測診斷平臺
已接入南京市11個區及都市圈城市共138家醫療機構,接收心電監測報告435.3萬例,會診8142多例。
2)區域遠程醫學會診平臺
以南京鼓樓醫院為主業務中心,除了覆蓋南京都市圈醫聯體遠程會診業務以外,還聯通北京、新疆、西藏、西寧、商洛等地48家機構,開展各類遠程醫學會診、遠程醫學教育。
3)區域遠程影像診斷平臺
以南京鼓樓醫院為主業務中心,已接入南京市10個區181家醫療機構,檢查人次達301萬。實現數字化醫學影像及其報告的統一采集、集中存儲、一體化管理,推動醫學影像信息的共享和跨機構再利用,減少重復檢查,使患者在社區就可以享受三級醫院的診療服務,有效推動分級診療。
4)區域遠程臨檢平臺
以南京市第一醫院為主業務中心,已接入南京市8個區118家醫療機構,上傳檢驗報告2867萬份,實現跨院、跨區域的標本檢測、流轉。
本項目社會效益如下:
(1)普惠民眾
本項目響應國家“互聯網+醫療健康” 政策,推進醫院信息化建設,有效解決醫療行業服務的痛點問題,改變傳統醫療服務模式,能夠改善患者就醫體驗,實現居家健康管理,減少往返醫院次數,節約就醫成本,就醫時間可以降低70%。
(2)節約醫療成本
本項目實現對南京都市圈人群健康的主動管理服務,包括:重點人群管理、疾病風險預測預警、健康評估、健康行為干預、多級協同管理。通過以上業務應用手段實現患者病情“早發現、早治療”,大大減少患病群體的治療開支費用,減小國家醫保壓力;同時利用多級協同管理,縮短急性危重患者救治時間,大大改善預后,減少患者后續的醫療開支。
(3)提升區域醫療服務可及性
拓展主動健康管理、區域協同、分級診療新模式,實現優勢醫療資源下沉,提供公共醫療衛生的可及性和均等性。
(4)提升醫療機構服務能力
為區域人群提供“線上+線下”的閉環管理服務,提升了醫療機構的服務能力;同時平臺上開展線上問診、居家智能穿戴設備監測管理、健康專家團隊管理等服務,將使越來越多的患者引流至平臺;打造區域標桿醫院的品牌影響力,將優勢醫療資源下沉。
(5)建設智慧醫療服務新生態
憑借本項目建設,可實現跨行業的多方優質資源整合,為智慧醫療服務業形成一條成熟的產業鏈起到示范效用,帶動5G智慧互聯網醫療服務產業鏈的快速拓展 。
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