医疗保健数字化的漫长道路得到了人工智能的推动-福建信息主管（CIO）网

医疗保健数字化的漫长道路得到了人工智能的推动

作者：CIO.com&睿信咨询来源：CIOCDO 发布时间：2024年07月03日点击数：

从ambient documentation（环境文档，是一种利用人工智能来捕捉和记录医生与患者之间自然对话的解决方案。）到基于ML（机器学习，是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。）的日程安排，医疗保健行业的首席信息官正在推出能够实现精确诊断、减少临床医生工作量和自动化后台功能的技术。

图源： SHUTTERSTOCK

University of Pennsylvania（UPenn，Penn，宾夕法尼亚大学，简称宾大。位于宾夕法尼亚州费城，是一所私立研究型大学，常春藤盟校之一，美国大学协会创始成员，全球大学校长论坛成员。大学创建于1740年，是美国第五古老的高等教育机构，也是美国第一所从事科学技术和人文教育的现代高等学校。该校的创建者是美利坚合众国著名开国元勋之一的本杰明·富兰克林。）卫生系统在其Penn Medicine BioBank（PMBB，宾夕法尼亚医学院生物银行，是一个研究项目，旨在研究多种疾病的原因和治疗方法。任何年满18岁的宾夕法尼亚医学院的患者都可以报名参加。项目收集由患者志愿者捐赠的生物样本，如血液或组织等，并将这些样本与临床信息，如疾病或实验室测量结果等相连接。这些数据随后被研究人员用来发现新的检测、治疗方式，甚至可能预防或治愈疾病的方法。）中有大量匿名患者数据，高级副总裁兼首席信息官Michael Restuccia（迈克尔·雷斯图西亚）的团队看到了利用这些数据造福研究医院患者的机会。

他说：“我们讨论了如何利用人工智能研究中的一些创新，并将其部署在诊所中。”这导致了一种基于人工智能的诊断工具的创建，该工具可以自动评估典型的腹部CT扫描生成的500多张图像，以帮助提供肝脂肪变性的早期诊断，肝脂肪变性是一种更常见的脂肪肝疾病。这样的系统还可以帮助确定放射科医生应该首先审查哪些扫描的优先级。

University of Pennsylvania Perelman School of Medicine（宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院，是美国顶尖的医学院之一，也是北美洲第一所医学院，成立于1765年。作为美国医学教育及研究的前沿阵地，该院在医学领域有着悠久的历史和卓越的贡献。学院在艺术、人文、社会科学、建筑与工程教育上处于领先地位，其中最为知名的学科是商学、法学与医学。学院以其创新的医学研究和高质量的患者护理而闻名，致力于通过前沿研究与卓越的患者护理相结合，推动医学科学的发展。学院的教授和研究人员在多个医学领域取得了突破性进展，包括CAR-T细胞疗法等新兴免疫疗法的研究。）的医生、教授兼放射学副主席Charles Kahn（查尔斯·卡恩）补充道，能够获取人群的信息，并了解个人与其他人群的差异，从而有可能通过早期发现疾病进行干预。“这就是精准医学，”他说，“这只是我们可行之事的一个原型。”

Penn只是创新型CIO100获奖的医疗保健提供者中的一员，他们正在突破医疗保健数字化的界限。Stanford Medicine Children’s Health（斯坦福医学院儿童健康中心，是一个在国际上得到认可的医疗机构，专注于为儿童、青少年以及孕妇提供以家庭为中心的护理服务。它以露西尔帕卡德儿童医院/Lucile Packard Children’s Hospital Stanford为中心，是旧金山湾区唯一专门致力于儿童健康的最大医疗系统。该中心是美国国内为数不多的专门致力于儿科和孕产妇医疗服务的医疗网络之一，致力于提供高质量的儿童健康护理和推动儿科医疗的发展。）、the University of Miami Health System（迈阿密大学卫生系统，是一个综合性的医疗网络，包括了迈阿密大学医院和诊所、西尔维斯特综合癌症中心/Sylvester Comprehensive Cancer Center、巴斯科姆帕尔默眼科研究所/Bascom Palmer Eye Institute等多个医疗机构。该健康系统以其在癌症、心脏病、神经学、眼科以及许多其他领域的专业医疗和创新研究而闻名。迈阿密大学健康系统致力于提供高质量的患者护理，推动医学教育，并进行前沿的医学研究，以改善患者的生活和促进健康科学的发展。）和Atlantic Health（大西洋健康系统，是一个非营利性的医疗保健系统，它通过建立一个可信赖的关怀网络，致力于提供高质量的医疗服务。该系统包括多个医疗机构和设施，通过合作和协调，提高医疗服务的效率和质量。系统通过其急性后护理合作战略计划，在2023年成功节省了815，000多美元。该计划通过识别护理差距、加强转诊网络、接收临床更新、整合EPIC Carelink以及实施避免急性护理转移的策略，减少了熟练护理机构的再入院率并改善了治疗。）都在精准医学、机器学习、环境文档等领域推进了项目。Deloitte Consulting（德勤咨询公司，是德勤集团主管咨询业务的子公司，由德勤集团咨询部门发展而来。受审计和咨询共存争议的影响，2002年2月7日，德勤国际会计师事务所正式对外宣布，德勤咨询脱离德勤集团而成为完全独立的咨询公司。德勤咨询分支机构遍布世界，涉及的行业领域包括消费品行业、制造业、通信媒体业、金融服务业、医药业、教育保健以及公共事业等，客户关系管理是它的一大长项。）人工智能业务负责人、医学博士Bill Fera（比尔·费拉）表示：“从临床角度来看，我们看到了放射学、诊断服务和病理学的进步，”

一、Penn首次实现人工智能

基于人工智能的CT扫描分析系统是首批部署到临床实践中的系统之一，部分原因是研究驱动的学术医疗实践可以构建和运行自己的工具，而无需经过医疗产品制造商获得美国食品药品监督管理局批准所面临的严格流程。Kahn（卡恩）说：“我们不能赠送它或出售它，但我们可以在实践中使用它。”

不过，这个系统并不是一夜之间就整合起来的。Penn Medicine的信息服务应用副主任Donovan Reid（多诺万·里德）说：“可能需要两年，该算法才真正准备好投入生产。”四年后，该系统终于在去年投入生产。

由于该算法需要大量的处理资源，因此团队决定将其托管在云中数据被加密并发送到云端进行处理，结果会流回放射学报告。为了协调这一点，IT团队开发了一个人工智能协调器，并计划将其作为开源代码提供给其他医疗保健提供商。Penn的研究教授Walter Witschey（沃尔特·威奇）说：“提供它将对社区服务医院产生影响。”

在系统启动并运行之前，该团队也面临着一些挑战。IT关注成像数据流对基础设施的影响，计算资源必须在任何特定时刻都能够与成像研究的需求相匹配。应用程序经理和项目主席Ameena Elahi（阿米娜·伊拉希）说：“我们收到的数量比我们预期的要大得多。”该系统必须迅速产生结果。她补充说：“医生们当下就要解读，而不是等到凌晨四点才能拿到。”

令人惊讶的是，除劳动力外，每月的直接成本仅为700美元左右。Elahi（伊拉希）说：“我们发挥了创造力，使用了现有的工具和应用程序。”到目前为止，该系统已经处理了6000多次扫描，现在该团队正计划扩大规模，将医院系统每年进行的150万次成像扫描包括在内。她说：“我们正在扩大规模，以处理多种不同种类的研究。”

二、Atlantic Health的环境文件

当Atlantic Health研究减少医生burnout（职业倦怠。指个体在工作重压下产生的身心疲劳与耗竭的状态。最早由F reudenberger 于1974 年提出，他认为职业倦怠是一种最容易在助人行业中出现的情绪性耗竭的症状。随后M aslach 等人把对工作上长期的情绪及人际应激源做出反应而产生的心理综合症称为职业倦怠。一般认为，职业倦怠是个体不能顺利应对工作压力时的一种极端反应，是个体伴随于长时期压力体验下而产生的情感、态度和行为的衰竭状态。）的方法时，IT团队专注于优化患者访问期间的文档效率，并减少执行副总裁兼首席信息和数字化转型官Sunil Dadlani（苏尼尔·达德拉尼）所说的“in basket burden。”（In basket原指传统办公环境中的“收件篮”，用来放置需要处理的文件或信件，此处比喻为医生需要处理的电子信息流。）

技术实际上导致了临床医生的超负荷工作。“例如，Electronic health record/EHR（电子健康档案，是人们在健康相关活动中直接形成的具有保存备查价值的电子化历史记录。它是存储于计算机系统之中、面向个人提供服务、具有安全保密性能的终身个人健康档案。EHR是以居民个人健康为核心，贯穿整个生命过程，涵盖各种健康相关因素、实现多渠道信息动态收集，满足居民自我保健、健康管理和健康决策需要的信息资源。）系统，是造成压力最常见的原因之一，”Dadlani（达德拉尼）说，“医生在EHR上花的时间比治疗病人的时间要多。”医生经常把一些文档工作带回家，Dadlani（达德拉尼）和其他医疗保健首席信息官将这段工作时间称之为“睡衣时间”。此外，随着消费者的数字连接越来越紧密，家庭和工作之间的界限已经被侵蚀。“这是导致职业倦怠的主要原因之一，”他说。

该项目一开始是由来自所有利益相关者的代表组成的小组。在与临床医生确定问题后，合作团队制定了一项策略，即医生要全程参与。“他们甚至参与了技术的选择，”Dadlani（达德拉尼）说。IT团队随后向4，800名临床医生部署了环境文档系统。

通过环境文档，也称为ambient listening technology/环境听力技术，人工智能算法可以监听临床医生和患者之间的对话，并实时创建笔记，临床医生可以查看并保存到患者的记录中。“大多数情况下，不需要再编辑，”Deloitte的Fera（费拉）说。

Dadlani（达德拉尼）说，有了新系统，医生可以有更多的时间与患者面对面交流，而不必担心创建文档。现在有80%到90%的医生使用它——他说，这个数据来之不易。

项目计划的一部分涉及确保尖端技术与已有四到五年历史的Atlantic Health现有技术足迹相结合。Dadlani（达德拉尼）说：“你还必须了解如何在不产生上游或下游问题的情况下，在工作流程中使用这些技术的问题。”IT的责任并不不是随着部署而结束的。他补充道：“这些技术有性能漂移，因此您必须在其整个生命周期中对其进行审计和监控。”

为了减少电子信息工作量，该团队分析了入站内容，并创建了类别，如处方补充请求、预约安排和护理团队需要解决的事情。然后，它创建了一个系统，将信息分配给合适的人，并应用人工智能生成可以由医生查看、编辑和发送的回复。没有人工审查，就不会正式回复。“这非常重要的，”Dadlani（达德拉尼）说。“如今我们在供应商满意度和效率方面处于全国领先地位。”

三、University of Miami Health System优化了日程安排

University of Miami高级副总裁兼首席信息和数字官David Reis（大卫·雷斯）面临着一个不同类型的时间管理问题：外科医生在人力资源系统中预约的假期和其他非办公时间与学术医疗中心25多个手术室的调度系统没有打通连接。

他说：“没有任何信息会告诉OR（operating room ，手术室。是为病人提供手术及抢救的场所，是医院的重要技术部门。手术室应与手术科室相接连，还要与血库、监护室、麻醉复苏室等临近。）调度人员相关医生是否在岗，”他说，这导致宝贵的手术室时间块未被完全使用。因此，根据医生领导的建议，Reis（雷斯）组织了一个团队，创建了一个主动的基于机器学习系统，该系统提供实时通知，用于显示手术室时间块中分配的时间与那些时间段内预约的数百名外科医生之间冲突的实时通知。

该算法需要集成两个独立的平台：人力资源端的Workday（Workday 的系统以多租户的 SaaS 服务形式向客户交付包括财务、人力资源规划的企业云应用程序。当主要的竞争对手 Oracle 和 SAP 需要通过收购来补足自身的云计算能力时，Workday 则是从一开始就以云计算为基础。Duffield 是人力资源管理系统提供商 PeopleSoft 的联合创始人，而 Bhusri 是 PeopleSoft 的首席战略官。当 PeopleSoft 在2005年被 Oracle 恶意收购之后，两人随即创建了 Workday。为全球最大的公司、教育机构和政府机构提供财务管理、人力资源管理、规划和数据分析等应用）和Epic（Epic Systems 是一家私人控股的美国信息技术公司，专注于提供电子健康档案和医疗信息技术解决方案。Epic 的电子病历系统广泛应用于医疗机构，包括医院、诊所和医疗集团。Epic 系统以患者为中心，整合了语音识别、医学影像、医疗器械等多种功能，支持与患者护理相关的临床系统。Epic 还推出了 One Virtual System Worldwide，促进健康数据的交换和互操作性。）电子病历系统。University of Miami卫生系统的首席企业架构师Ravi Akkiraju（拉维·阿克基拉朱）说：“我们想要一个无限可扩展，高度可靠的解决方案，”但他didn't want to reinvent the wheel（直译为“不想重新发明轮子”，指不想做不必要的重复工作或重新创造已经存在的东西。此处指他们不想从头开始开发一个全新的解决方案，而是希望利用现有的技术或方法。）。因此团队先与供应商接洽。“Epic没有区块调度时间的API（应用程序编程接口，是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件的以访问一组例程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。），Workday也没有，”他说。因此，它与Workday合作，创建了一个API，与Epic的后端数据库及其内置功能进行交互。

新系统的启动和运行非常耗时，需要大量的手动工作。“在Epic系统中有数以万计的数据表和数十万个数据字段，”他说，“我们必须确定哪些适用于所讨论的日程，由于这是新集成。可没有什么数据字典上写明‘是这个’。”

随着系统的启动和运行，OR能够填充265个原本空闲的时间块。“265名患者能够更快地接受手术，”Reis（雷斯）说，且在头六个月内，额外的200多个小时的手术得以完成。

四、Stanford Medicine Children’s Health构建新路线图

斯坦福大学的儿童医院有大量的癌症患者，但直到去年，为每个患者定制的治疗方案或路线图大多仍在纸上。

斯坦福大学的首席信息和数字官Tanya Townsend（谭雅·汤森德）表示：“我们的电子病历供应商Epic在这个领域无能为力，我们也找不到任何能够满足需求的东西，”因此，该团队建立了自己的集成，将electronic medical record/EMR（电子病历，也叫计算机化的病案系统或称基于计算机的病人记录/CPR,Computer-Based Patient Record。是用电子设备，如计算机、健康卡等保存、管理、传输和重现的数字化的医疗记录，用以取代手写纸张病历。内容包括纸张病历的所有信息。美国国立医学研究所将定义为：EMR是基于一个特定系统的电子化病人记录，该系统提供用户访问完整准确的数据、警示、提示和临床决策支持系统的能力。）链接到托管患者路线图的Microsoft SharePoint（是一个功能强大的协作平台，允许用户共享和管理内容、知识和应用程序，从而增强团队合作能力。SharePoint 可以在本地部署为 SharePoint Server，也可以作为 Microsoft 365 订阅服务的一部分在云端使用。通过 SharePoint，组织可以创建网站，用作安全的位置来存储、整理、共享和访问信息。用户只需要一个 Web 浏览器，如 Microsoft Edge、Internet Explorer、Chrome 或 Firefox，即可访问 SharePoint。）系统。

这个项目耗时八个月建造。但现在，她说，临床医生可以打开患者记录，如果有路线图，患者图表中会出现一条横幅，将临床医生引至SharePoint文档。目前有500多名工作人员使用该系统，该系统包含1000多个患者路线图。

Fera（费拉）预计，我们将看到更多开放的EMR系统API可供供应商组织访问，这将为这些类型的项目节省时间和金钱。“法规正将我们指向这个方向。”他说，“打开EMR，这就是创新的起点。开放API将使创新在EMR之外发生，在那里我们有更多的加速机会。”

五、医疗数字化的下一步是什么

Stanford的Townsend（汤森德）表示，更多的创新即将到来“我们正在考虑将人工智能用于临床医生的效率和收入周期自动化，以减少拒绝和事先授权，”她说，“我们正在使用机器人流程自动化实现功能自动化，并发现这节省了大量时间。”

该团队还正在进行一个环境文档试点，以及一个in-basket试点项目，该项目允许患者与提供者沟通，并使用人工智能自动生成可能的反应。“从理论上讲，反应时间和周转时间应该会有所改善，”她说，“面对如此多的机会，首席信息官们必须确保他们出于正确的原因从事正确的工作、在开始时理解结果、意识到并非一切都会达到预期，并fail fast（是一种理念，指的是在创新过程中，如果某些尝试没有达到预期，应该快速识别并从中学习，然后迅速转向或停止，以减少损失并加速学习和改进的过程。），是十分重要的。”

Restuccia（雷斯图西亚）说，Penn还在推出更多的临床健康工具，包括ambient listening/环境听力，并正在推进基于人工智能的图表摘要工具。“当我们看到患者时，他们往往会表现出来自不同卫生系统的各种不同并发症。”他说，“图表汇总工具将减轻医生的负担。”在患者参与方面，他希望在患者自我调度、评估工具、临床试验信息访问、在线支付以及与护理团队互动的更好方式等领域取得更多进展。他还预计，将更多地使用分析方法来分析每年数百万人次门诊和数千人次入院的数据。

Reis（雷斯）说，人工智能在University of Miami的应用也在加速。“我们有100多个人工智能项目正在进行中，大约有20个已经完成。”其中80%是用于编码和计费，这是唾手可得的成果。此外，Fera（费拉）补充道，生成式人工智能有望通过自动化授权、裁决和上诉解决来提高后台生产力。

但时至今日，大多数医疗保健创新仍停留在后台。“这些项目更多的是为了减少管理和文件负担。”Restuccia（雷斯图西亚）说，“但对于人工智能在直接患者护理方面的能力，我们仍有点犹豫。”

Reis（雷斯）说，通过ambient listening，“我们正在为EMR系统创造更好的方式来捕捉对话。我们还没有发明的是一种让提供者避免点击健康记录的方法。”他说，服务提供者仍然必须“点击几十次来记录病人的遭遇”。

Fera（费拉）补充说，医疗记录系统是一个仍然需要数字化的领域，并指出大部分数据仍然更多地是电子数据而非数字数据。他说：“随着数字化，患者和临床医生之间的互动将从根本上改变。”他指出，许多重要的进步，比如ambient listening，都发生在医疗记录系统之外。他说：“在某种程度上，我们可以使电子病历成为一个记录系统，而不是一个工作系统，我们可以在EMR的基础上进行创新，使工作流程更适合临床医生，更直观。”