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健康普适服务——普适计算在健康/医疗服务中的应用探讨
  • 2011-11-23 13:46
  • 作者:佚名
  • 来源:中国科学院技术研究所

党的十六届四中全会提出了“构建社会主义和谐社会”的概念,和谐社会最基层的组织是社区,最核心的表现是生活与健康。社区卫生服务中心和医院是为人们提供生命和健康保障的重要场合,必须为人们提供更多更好的健康与医疗服务。医院信息系统(Hospital Information System,HIS)已经在医院信息化过程中发挥了相当大的作用,电子医疗记录(Electronic Medical Record,EMR)系统也正在医院信息化建设过程中兴起。随着网络技术、数字化技术、移动技术和普适计算技术的发展,并与HIS、EMR进行融合,提供普遍的医疗和健康服务,则会对社区和谐发展、缓解医患关系、构筑和谐社会具有重要促进作用。

一、普适计算技术概述

普适计算思想最早由已故的前Xerox PARC首席科学家Mark Weiser在1991年提出。普适计算是信息空间与物理空间的融合,在此融合的过程中人们可以“随时随地”和透明地获得数字化的服务。这为以计算技术、网络与通信技术和数字化技术为基础的“服务世界”确立了一个远大目标,是一种相当理想化“服务社会”描绘。

我国著名科学家李幼平院士和李国杰院士结合IT技术的发展现状对“普适计算”定义进行了适应性订正,不再强调“随时随地”和“任何服务”,而是“适时适地”获得“合适”的数字化服务。

普适计算强调“以人为本”,把人的注意力从如何使用电脑、如何分解任务让电脑完成的方向移开,使之重新回到人的需求上面,从根本上改变人去适应机器的被动服务方式,用户以各种灵活的方式主动地、动态地接受服务,享受资源。

目前,普适计算已经成为国际上一个蓬勃发展的崭新热点,其基础内容包括:服务选择、上下文感知、人机交互、隐私安全等。所涉及的技术包括:网络技术、移动技术、分布式计算、传感器网络等。

普适计算的目标是将由通信设备、计算机等构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间融为一体,建立以人为本的计算环境。在理想状态的普适计算环境下,用户不用关心哪些设备为他提供服务、为他提供什么样的服务以及如何提供,环境中的设备和服务对用户来说都是透明的,他只需要提出自己的需求,甚至根本不用提出需求,系统会根据用户的特征自动地制定适用于用户的需求,用户只需享受和获得服务。

二、健康普遍服务

1. 健康普遍服务是全民基本健康保障的标志

健康普遍服务的目标是让客观上存在支付能力差异的每一位公民享有平等的健康权利。支付能力差异化补偿是国家公共财政的责任,合理适宜的健康医疗服务提供是医药卫生体制的责任,如何消除两种责任在实施过程中的博弈,除了制订法规和标准外,还需要科技的支撑,需要非人为干预的信息系统的自行运转。

只有建立在透明信息之上的政府和公众的监督才能有效、有力确保医药卫生体系围绕全民健康高效运转。普适计算技术和移动技术在医药卫生服务领域的应用,其核心目标就是促进实现建立覆盖全民的健康信息体系,完成对医疗服务有效信息的采集,支持政府监管、人民监督。

同时,依托公民健康信息体系,完成对公民支付能力的正确定位及政府支付强度的调整,为政府财政能力的正确使用提供信息基础。通过公民健康信息管理,建立公民健康信息个人拥有体制,打破现行医患信息的严重失衡局面,还权于民,接受人民的监督。

2. 需要新技术丰富医疗资源配置手段

我国医疗资源总体严重不足,且分布极不均衡。中国人口占世界的22%,但医疗卫生资源仅占世界的2%。就这仅有的2%的医疗资源的80%都集中在城市,而在城市中又有80%的资源集中在大医院。

究其成因,除了制度安排、保障机制、改革滞后与不配套外,现行医疗资源配置手段的单一,特别是“建医疗机构”这样一种 “钢性”的资源配置手段,使得稀缺的医疗服务资源“固定”在有限的物理空间,局限了医疗资源特别是优质医疗资源的服务投射范围,严重影响了优质医疗资源的社会可及性。

3. 需要发展移动医疗服务

移动医疗服务技术是根据我国基本卫生国情和医疗服务的实际需要,专门用于对现行医疗资源配置手段的一种补充,是医疗服务资源弹性配置的专用技术。移动医疗技术由专用汽车技术、车载医疗设备、车载无线通信信息技术、移动医疗服务应用软件技术组成。移动医疗服务技术支持独立的多功能医疗服务平台,能根据区域医疗服务不同需求进行医疗资源柔性配置,从而能使得不同地理状况、不同经济发展水平区域内,医药卫生服务获得弹性配置医疗资源的专用工具。

4. 需要利用数字技术实现资源共享

▲ 数字技术与医疗服务

根据美国网络调查中心公布的一项最新研究报告显示,上网寻找医疗资料的美国人远比查阅体育竞赛结果、股价或是线上采购的要多,2006年估计有1.5亿美国人曾使用网络以获得有关疾病与治疗的相关知识,并查阅如何参与循环治疗和找到减肥食谱。在网上搜寻到的医疗资讯影响他们决定是否应该寻找医生、如何治疗疾病或是如何向医生提出问题。

网络与数字化技术已经积极影响到医疗健康行业的发展。如果在网络和数字化技术的基础上融合移动技术等,并以普适计算技术为依托,有机融入健康医疗知识、健康医疗工具、健康医疗保障系统等内容,形成健康和医疗的普适服务体系,那么我国的医疗健康行业发展将会得到更大的推进,甚至会影响并牵引全球医疗健康行业的发展。

▲ 信息共享和政府监督

要实现人人享有基本健康保健,需要建立从区域医药卫生服务体系向政府负责、向公众健康结果改善负责的机制,需要建立区域内各医疗机构分工合作的机制,需要突破地域限制完成医疗服务业务的配合,政府监管和信息共享将成为该体制创新的关键驱动和保障因素。依托普适技术和数字与移动技术,重点建立政府监管层面的医疗系统良性运转评价标准体系;重点完成服务层面的医疗流程创新与优化再造,创新医疗服务新模式,引导医疗机构转向以服务为主导、以人民健康结果导向的价值体系;在医患关系层面,提高医患信息的交流,营造和谐的医患氛围。

三、健康普适服务

优质医疗资源实现“低成本、广覆盖、高效率”的中国选择──健康普适服务(Health-care Pervasive Services,HPS)。图1给出了普适计算技术在在医院和社区的应用服务场景。

1. 健康普适服务技术解决资源与需求的冲突

我们面对的一个基本卫生国情是:用世界上极其有限的大约1%-3%的卫生资源来解决世界上22%人口的健康问题。因而中国卫生事业与健康服务产业的发展只能是“低成本、广覆盖、高效率”的方针。中国人均医疗卫生支出水平低于世界平均水平,按实际购买力平价计算,1990至1998年期间中国卫生支出相当于世界总支出的5.4%。在政府有限财力规模的制约下,怎样构建与社会主义市场经济相适应的我国现代国民医药卫生服务体系和基本健康保障,用有限的资源最大程度地保障全体人民的健康和健康公平,是我国医药卫生体制改革必须面对的挑战。

 

 

2. 健康普适服务技术能有效整合医疗资源,确保财务保障高效运转

健康财务保障体系是依照公民支付能力建立的。如何正确定位公民的支付能力,如何确认其个人的医疗支出合理性,没有这个信息基础,健康财务保障体系难以高效运转,难以保证公民的健康公平权利。现有状况下医疗机构的利益驱动机制和个人财务状况不确定性,为财务保障运作提出了挑战。只有尽快建立医药卫生服务与基本健康保障资源与信息共享机制,通过整合医疗资源,实现健康信息自动非人为地采集和应用,才能建立融合金融、保险、医疗、政府监管一体化的信息共享机制,才能为资源共享提供技术支撑,才能实现公平的健康医疗机会,才能打破现有的医疗机构各自为战、恶性竞争的局面,从而有利于充分发挥中国国家体制的优越性,集中优势办好人民健康的大事情。

3. 健康普适服务技术是支持基本健康保障制度实施的主要技术基础

普适计算旨在完成信息空间和物理空间的融合,是我国计算技术领域前沿性的研究成果。在全民健康领域,普适计算技术为政府、医疗机构实施面向公众的基本健康保障提供适用信息支持,实现健康管理信息的绑定和自发交互,改变我国医疗机构“服务孤岛”和“信息孤岛”的局面,为杜绝“大处方”、重复诊断、高技术医疗装备过渡使用提供监管技术平台;为区域医疗资源的共享和有序交换,为建立医疗机构间的有序分工和服务定位提供信息支持;为实现公民健康信息携带、更新及交互提供基础;为实现政府对医疗机构的监管、重大传染病区域预警、公共卫生效益评价提供基础信息资源。

移动和数字技术包括移动医疗、移动通信、自动辨识、智能卡、数据存储挖掘等技术,旨在在医疗机构、公众、金融机构、保障机构与国家治理之间建立无缝的健康数据采集、存储、分析、传输网络,实现健康医疗服务、金融结算、个人健康信用、政府补贴、效率评估有序运行,提高社会资源在医疗服务领域的高效配置与使用,降低总体社会成本支出,提高健康保障的管理水平和运转效率。

4. 发展健康普适服务是时代所需和人民所需

普适服务技术和信息化与网络技术已经深入并影响着人们的日常生活和工作,普适计算正在改变并兴起新的计算模式和信息服务模式。健康与医疗关系到人民的生命安全与身体,关系到国家的安全与和谐。通过普适服务技术和信息化手段,在健康与医疗服务全过程中融合普适计算理念,以“创新的服务模式”为人民“适时”、“适地”地提供普遍适用的健康服务与医疗服务,既是国家之所急,又是人民之所需,更是技术之所责。

可以预见,随着我国健康普适服务大健康产业的逐步成形、发展、壮大,传统医疗卫生信息系统将发生重要变革,建立一个基于预防的以信息为基础的全民健康普适服务系统。逐步形成我国健康普适服务安全信息标准和规范,强调对有限社会资源的有效利用,结合国家卫生管理目标,将国民健康监测系统的数据用于国民健康保障上去,通过信息的动态分析监测,通过疾病及危险性分析的地理信息系统来将人群的健康需求动态反映出来并随时调用;根据人群的健康动态划分来将资源调动到相应的人群/区域,以最大地提高健康保障的效果,充分发挥系统在健康教育、预防干预的作用,提高全民的公共卫生意识和健康危机意识,成为全面建设健康社会、全面扩大国民健康机会、全面提高国民健康意识、全面降低国民健康风险、全面完善国民健康保障和国家保障的助推器。以全民健康信息公共化、社会化应用和全民健康信息智能管理为标志,健康普适服务将成为优质医疗资源实现“低成本、高效率、广覆盖”的重要路径选择,成为中国建设全民健康社会的重要助推器。以健康普适服务促进社会和谐(见图2)。

 

 

四、健康普适服务模型及其相关技术

如何组织、管理以及提供透明的健康普适服务?核心任务是基于电子医疗记录(EMR)系统和健康档案(EHR)系统建立数据中心和知识库,设计一套普适服务机制,提供个性化服务的定制手段,为政府机构、医药医疗器件企业、医院、社区、家庭等提供普适的服务。为此我们需要建立健康普适服务模型(HPSM),如图3所示。

 

 

▲ 病人能够在医院或社区卫生服务中心享受普适化医疗服务

▲ 医生能够在医院或社区卫生服务中心享受普适化辅助医疗专家服务

▲ 医生能够在医院或社区卫生服务中心享受EMR系统服务

▲ 医院管理者仍能享受原有的HIS服务

▲ 社区居民能够在社区或家中享受普适健康服务

▲ 政府官员能够享受面向健康和医疗的政府监管和服务评价等服务

1. 普适服务网络技术

随着有线、无线网络的融合与发展,在社区和医院进行普适计算应用服务的网络基础设施基本具备。基于Fiber、ADSL或者WiMAX等的广域网跨越了大多数城市,通过有线或无线WiFi等局域网覆盖了大多数社区和医院,同时还有其它的通信网络(例如GSM,CDMA等)为医院/社区提供数据通信补充,以此建立普适计算服务网络环境(PCE)。仍需要解决以下主要技术问题:

▲ 网络自组织与Mesh技术

▲ 网络多模式融合及无缝切换技术

▲ 无线网络的传输质量控制技术

2. 普适服务终端技术

根据不同用户类型,需要提供合适其特定应用的智能终端用以享受健康普适服务:医生和护士使用的医护智能终端、患者或居民使用的个人手持健康管理终端。现有的个人计算机、PDA或智能手机是可用的,但需要进行普适服务客户端软件改造。新型智能化普适服务终端发展趋势是技术融合和功能集成,需要解决的主要技术问题:

▲ 终端的低成本设计技术

▲ 终端的低功耗设计技术

▲ 终端的多模网络融合技术

▲ 终端的嵌入式软件设计技术

▲ 终端的轻型GUI设计技术

▲ 终端的应用集成技术

3. 数据中心与知识库

在医院或社区需要建立以HER为基础的数据中心。数据中心涉及的核心数据库主要包括:EHR数据库(含电子医疗记录)、Drug数据库、专家知识数据库、电子医疗设备(EMD)数据库等。需要解决的主要技术问题:

▲ 医疗与健康领域元数据规范

▲ 健康数据挖掘技术与数据中心设计

▲ 公共信息管理模型(CIM)

4. 上下文感知与传感器技术

上下文感知服务能够根据当前周围环境的状态做出反应。上下文服务通过利用PCE中分布的传感器收集关于位置和用户或设备行为状态的上下文信息,它包括关于医生和患者行为的当前上下文。EMD通过面对面或通信方式患者获取数据,并且将这些数据传输到EHR系统,这样能够为医生决策提供上下文服务。会话管理服务(SMS)根据用户当前上下文动态地建立了一个用户会话。

▲ 用户环境与位置感知

▲ 用户健康状态与生理信息感知

▲ SMS与用户需求感知

5. 应用抽象与服务代理技术

为了兼容传统应用,需要使用规范化的应用接口。在HPSM中,通过改进现有的智能化网络应用协议(INAP协议),能够与传统应用系统、网络上新的服务进行互操作,并支持跨平台应用。为了克服健康普适服务的应用复杂性问题,需要抽象应用和利用中间件技术设计服务代理机制,典型的服务代理包括:WEP/WAP代理服务器、应用代理服务器(面向传统IT应用系统)、SMS代理服务器、传感代理服务器等。

【责任编辑:聿一 TEL:(010)68476606】

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