醫聯網與智慧醫療健康管理

楊善林，范先群，丁 帥，顧東曉，李霄劍，歐陽波

1 合肥工業大學 管理學院，合肥 230009

2 上海交通大學 醫學院，上海 200025

引言

改革開放以來，中國醫療衛生事業發展成效顯著，國民健康水平持續提高。然而，醫療衛生資源分配不均、區域協同救治體系薄弱等問題尚未得到根本緩解，傳統封閉、孤立的醫院診療模式已經難以應對人口迅速老齡化、大量慢病管理和重大傳染性疾病防控帶來的巨大挑戰，更是無法滿足人民對美好生活的向往。當前，互聯網、云計算、大數據、人工智能和5G 通信技術等新一代信息技術正在全球范圍內引發醫療和健康科技創新體系的深刻變革[1]，并催生了以醫聯網為紐帶、以智慧醫療健康管理為特征的新一輪重大技術創新和管理創新。加快推進醫聯網等國家公共衛生新型基礎設施建設，加強部署基于醫聯網的智慧醫療健康管理前瞻性基礎研究，不僅關乎14 億人民福祉，更是關乎國家全局、社會穩定和民族未來，具有重大戰略意義。

醫聯網是指由分布在各類醫療、健康、保險機構或社區、家庭等空間并與醫療健康相關的人和物及其信息資源構成的互聯網絡，它建立在互聯網基礎之上，具有泛連接性、超時空性、強連續性、高安全性和高可及性等特征，在高速通信網絡和互聯醫療設施的支持下，通過醫療健康大數據和人工智能等技術的綜合運用，能夠實現線上線下協同的智慧醫療健康和保險服務，還能夠支持醫院智慧管理以及醫療衛生全過程監管[2]。面對中國醫療健康事業發展的新機遇以及新一輪科技革命和產業變革向縱深推進的新要求，系統深入地研究醫聯網與智慧醫療健康管理理論和方法，探索醫學工程、管理科學和信息技術的交叉融合創新，不僅能夠揭示醫聯網環境下就醫全流程、健康管理和重大傳染病防控的資源要素、協同機理及其演化規律，還能夠創新發展分散自治的醫療衛生裝備、醫療信息系統、醫療健康服務的跨區域跨組織融合和協調聯動服務模式，突破醫聯網醫院與醫聯體數據、業務、管理邊界壁壘，為廣大人民群眾提供公平可及、系統連續、安全可控和成本合理的智慧醫療健康服務。

1 國內外研究現狀和發展態勢

從世界范圍看，新一代信息技術正在推動醫療領域進入以信息化、數字化、移動化和智慧化為主要特征的健康4.0 時代。美國遠程醫療協會(American Telemedicine Association, ATA)認可的遠程醫療服務已拓展到遠程皮膚診療和遠程病理診療等十幾個?？漆t療領域，并制定了相應的規范和指南。自2000 年初開始，德國的遠程醫療系統進入普及階段，各醫療系統之間的合作通過遠程醫療網絡得到顯著加強。與此同時，日本、英國、法國和意大利等國均在智慧醫療領域展現出迅猛的發展勢頭。

學術界就新一代信息技術與醫療領域融合創新展開了廣泛且深入的探索。2020 年2 月6 日，國際泛癌全基因組分析聯盟在《Nature》《Nature Genetics》《Nature Communications》發表系列研究論文，通過對腫瘤全基因組測序數據的采集分析，高精度、系統性地繪制出常見癌癥的多組學數據畫像和風險圖譜，為醫聯網環境下癌癥的精準醫療提供了全面的基因大數據支撐。2019 年《Nature Medicine》推出醫療人工智能?？?，刊出了人工智能技術在神經系統疾病診斷、兒科疾病診斷和早期心臟病檢測等方面的研究成果[3-4]。CRC 出版社(Chemical Rubber Company Press)于2018 年出版了題為《Medical Big Data and Internet of Medical Things: Advances, Challenges and Applications》的專著，邀請相關領域的權威學者就5G、大數據、物聯網在醫療領域應用的前景和挑戰進行深入的探討[5]。不難看出，這些研究多局限于解決某一單項醫療問題的技術層面，是新一代信息技術的分散應用，迫切需要在理論層面將互聯網、大數據和人工智能等技術系統地融入到醫療健康過程中，形成醫聯網與智慧醫療健康管理的基礎理論體系。

2 中國的發展基礎和優勢

中國政府高度重視新一代信息技術與醫療健康的融合發展，制定了《“健康中國2030”規劃綱要》《“十三五”衛生與健康規劃》等一系列政策，鼓勵醫療機構應用新一代信息技術拓展醫療服務空間和內容，加快實現醫療健康資源上下貫通、信息互通共享、業務高效協同，構建覆蓋診前、診中、診后的線上線下一體化醫療服務模式。這充分彰顯了中國政治體制優勢，為新一代信息技術與中國醫療健康領域的融合發展提供了良好的政策環境。中國面臨著城鎮化和人口老齡化帶來的巨大挑戰，優質醫療健康服務供給總體不足，為醫聯網和智慧醫療健康的發展提供了市場優勢。與此同時，中國新一代信息技術發展勢頭良好，尤其是5G 通信技術更是處于國際領先水平，為遠程移動醫療提供了強有力的通信技術保障。醫療大數據積累迅速，醫療人工智能迅猛發展，在基因篩查、醫療影像分析和臨床輔助決策等領域取得了國際領先的成果，也為中國醫聯網與智慧醫療健康的發展奠定了良好技術優勢。應充分發揮中國在體制、市場和技術等方面的優勢，加快推進醫聯網基礎設施建設，系統研究新一代信息技術環境下醫聯網與智慧醫療健康管理的基礎理論和方法。

3 主要研究方向和典型科學問題

新一代信息技術與醫療行業的不斷融合正在逐步改變傳統的診療模式，全新的智慧醫療模式正在誕生。一方面，這將為打破中國醫療行業的資源分布不均、老百姓“看病難、看病貴”等困境提供新的契機；另一方面，新一代信息技術環境下醫療行業的改革發展也面臨很多嚴峻挑戰[6-8]。例如，如何融入新一代信息技術構建符合醫療行業規律的醫聯網系統，如何融合各類醫療信息資源理解醫療健康機構、家庭和社區等場景中的醫療信息含義，如何延伸現有的醫療流程建立健全全方位、全周期的醫療保障制度，如何建立遠程醫療和智慧醫療等模式實現醫療資源的高效利用等。針對當前醫療健康領域的國家重大戰略需求和智慧醫療面臨的重大研究挑戰，結合國內外研究基礎和醫療實際需求，凝練出醫聯網與智慧醫療健康管理的核心科學問題是：醫聯網構建運行機理與智慧醫療健康服務機制。

圍繞醫聯網與智慧醫療健康管理，深入探索醫聯網構建運行機理與智慧醫療健康服務機制，需開展6個方向的研究工作。首先，從基礎理論層面出發，開展醫聯網的運行和演化機理、醫療健康大數據與人工智能的研究；其次，面向醫聯網環境下醫療健康領域的行業變革，分別研究基于醫聯網的醫療過程及其智慧管理、基于醫聯網的健康服務及其智慧管理；再次，以重大傳染性疾病作為一種社會影響巨大的關鍵病種，深入研究基于醫聯網的重大傳染性疾病防治及其智慧管理；最后，圍繞醫院和醫聯體這些醫聯網的核心組成機構，開展醫聯網醫院和醫聯體的智慧運營管理的研究。通過上述研究，最終將形成適合中國情景的醫聯網與智慧醫療健康管理基礎理論體系，為醫療衛生事業發展和健康服務產業持續創新提供科學支撐。6 個研究方向之間的邏輯關系見圖1。

圖1 研究方向的邏輯關系Figure 1 Logical Relationship between Research Directions

3.1 醫聯網的運行和演化機理

本方向的典型科學問題為：跨時空、多層次醫聯網體系結構形成和遠程協同運行機理。醫聯網建立在互聯網和醫療物聯網基礎之上，通過高速通信網絡連接固定和移動空間中的人和物及其信息資源，打破醫院的信息和業務壁壘，實時采集、存儲醫患信息和醫療設施數據，在醫療健康機構、家庭、社區乃至火車和飛機等移動空間中提供跨時空智慧醫療健康服務[9]。因此，需要從系統、過程、對象和機構等視角出發，遵循層次界定構建體系結構，建立與醫療健康服務相關的人與人、人與物、物與物的遠程協同機制。為了厘清醫聯網運行和演化規律，關鍵要研究跨時空、多層次醫聯網體系結構形成和遠程協同運行機理。

典型科學問題舉例：醫療設備互聯互通機制，醫聯通信協議的標準化，無線通信網絡的構建和優化，多層次醫聯網體系結構優化，醫聯網的安全性和可靠性分析，醫療大數據的存儲機制，醫療數據隱私保護機制，多生理心理參數檢測機制，體內環境實時感知和重構方法，醫患的動作意圖感知方法，機械外骨骼等輔助康復系統的自主控制，移動醫療設施的自主規劃和導航，手術機器人等治療系統的遠程操控機制，遠程人機協同實時控制機制。

3.2 醫療健康大數據與人工智能

本方向的典型科學問題為：多模態、跨平臺醫療健康大數據融合和人機共融決策機理。醫療健康大數據與人工智能是醫學、管理、信息等多學科交叉融合的國際前沿熱點，探索大數據融合推理和人機共融診療決策是全球科學界共同面臨的世界性科學難題[10-11]。在醫聯網應用實踐中，醫療服務和健康管理創新需要對線上線下診療數據、多組學數據以及醫患交互、體驗、關系等社交網絡數據進行采集、關聯、融合和建模分析，推進醫療健康管理從院內數據整合和個體響應向跨地域跨組織網絡化資源共享、人機共融智能轉變[12-13]。針對醫聯網環境下大數據的多模態、多組學、時序性、質量差異等特征及其帶來的科學挑戰，亟須探索多模態跨平臺醫療健康大數據融合和人機共融決策機理。

典型科學問題舉例：跨時空、跨粒度醫療健康大數據語義感知機制，多模態關聯數據流的耦合規律，多源異構數據的語義完整性和質量可靠性，語義關聯導向的醫療健康大數據特征融合和決策融合理論，多組學測序數據的精細化檢測方法，全流程數據質量控制原理，集動態序列和深層特征的多模態深度學習方法，數據和知識聯合驅動的醫聯網人機共融決策機制，基于行為理解的人機共融診療決策理論，醫聯網診療的多任務學習框架，符合中國人群基因胚系特點的復雜疾病智能輔助決策方法體系。

3.3 基于醫聯網的醫療過程及其智慧管理

本方向的典型科學問題為：全方位、個性化遠程醫療的動態決策和過程評價優化機制。醫聯網系統打破了醫療過程的時空限制，細化了醫療過程的感知粒度，使醫生可以在遠程對患者的疾病狀況、生活習慣和過往病史等信息進行全方位的了解[2]。這需要構建醫聯網環境下的遠程診療體系，利用人工智能和大數據等技術捕捉并識別患者的個性化特征，全方位分析患者狀況，精準制定醫療措施，實時監測、分析和預測疾病發展，動態調整診療方案，實現從傳統醫療到遠程精準醫療的轉變[14]。針對醫聯網環境下遠程醫療過程管理的個性化、時序化和動態化需求，從遠程醫療架構、動態醫療決策、醫療效果評估和醫療過程優化等方面出發，深入探索全方位、個性化遠程醫療的動態決策方法和過程評價優化機制。

典型科學問題舉例：遠程健康狀況感知和分析方法，醫療效果遠程動態評估方法，多模數據驅動的相似病案檢索和分析理論，基于實時動態視覺信息的遠程手術場景重構和行為理解，云邊融合的手術過程智能分析和質量評價方法，人機混合的遠程術中協同決策方法，急癥危重患者的死亡風險預測方法，面向遠程醫療藥物干預的智能動態決策機制，面向老慢病患者的再入院風險預測，醫聯網環境下遠程醫療的醫源性風險評估和規避機制。

3.4 基于醫聯網的健康服務及其智慧管理

本方向的典型科學問題為：全過程、跨組織健康資源深度聚合和智能服務機制。隨著工業化、城鎮化和人口老齡化加速，老年病和慢性病增多，經濟社會發展的需求已經從人口紅利向健康紅利轉變。醫聯網運用新一代信息技術深度整合公衛、養老和環境等領域的健康資源，是實現全民、全生命周期健康服務的重要保障。醫聯網環境下的智慧健康服務不僅需要集成醫院、社區、養老服務機構、公安和互聯網醫療機構等跨組織信息資源，還要實現數據驅動下人員、設備、床位等各種資源的充分整合和協同服務。為此，需要深入研究全過程、跨組織健康資源深度聚合和智能服務機制。

典型科學問題舉例：醫聯網環境下的健康服務組織結構和流程變革，基于醫聯網的全過程、跨組織健康監測和預測預警方法，多主體價值共創視角下的移動醫聯網平臺構建，多層次健康需求動態演化建模方法和動態健康管理理論，醫聯網技術對多維、多層次健康績效的影響機理，全景化慢病知識管理理論和全周期群體智能交互決策機制，醫聯網環境下的醫養區塊鏈資源整合方法，跨界、跨組織多粒度醫養資源協同服務模式。

3.5 基于醫聯網的重大傳染性疾病防治及其智慧管理

本方向的典型科學問題為：大規模、跨地域重大傳染病風險研判和應急防控協同機制?；卺t聯網的信息感知優勢，優化快速響應、靈活機動的大數據風險研判和智能決策方式，建立健全分級、分層、分流的醫療裝備、系統、服務協同運作機制，突破數據業務壁壘和地域救治邊界，進而實現重大傳染病智慧應急管理和“防- 控- 治”一體化機制。通過深入研究疫情風險要素、傳染病知識庫構建、應急物資需求特征分析和傳染病傳播規律，能夠拓展重大傳染病應急管理前沿研究領域，為智慧應急管理理論體系發展奠定基礎。

典型科學問題舉例：重大傳染性疾病防治的智能風險管理理論，重大疫情趨勢研判和風險演化規律，基于醫聯網的應急管理監測分析機制，覆蓋科研、疾控、治療全流程的資源協同和共享機理，平戰結合的應急物資儲備保障體系，跨地域、跨組織聯防聯控的醫聯網動態演化和重構機制，防治結合的醫療衛生資源調度和優化理論，知識支撐與數據驅動相結合的傳染病溯源機制，重大傳染病疫情防控的效果評估方法。

3.6 醫聯網醫院和醫聯體的智慧運營管理

本方向的典型科學問題為：跨時空、多粒度醫療健康資源協同運作和群智決策機制。為了優化中國醫療健康資源配置和提高醫療系統運行效率，需要綜合運用新一代信息技術對跨時空的醫療健康管理數據資源進行采集和分析建模，并通過人機交互和可視化服務實現對醫聯網醫院和醫聯體智慧運營的有力支持。通過積極探索大數據驅動的醫聯網醫院和醫聯體資源協同管理決策和運營服務模式，整合跨組織醫療專家、設備、藥品和床位等資源要素，突破時空限制，延伸醫療服務，提高服務的可及性、連續性以及知識服務能力和資源利用效率[15]。

典型科學問題舉例：面向醫聯體資源要素高效整合的醫聯網醫院體系架構、組織結構、管理方式和運行機制，醫聯網醫院資源共享的質量標準體系和運行機理，醫聯網環境下多層次醫療健康服務的演化規律和行為模式，面向特定運營管理決策情景的實時動態多源異構信息感知和語義知識發現方法，基于云的醫聯網醫院和醫聯體運營管理移動式知識服務平臺，知識驅動的多元多邊交互式管理和人機協同群智決策方法，醫聯網環境下商業保險知識服務云平臺運行機制和服務模式。

4 結束語

新一代信息技術的發展正在加速推動醫療健康管理的變革，如何應對中國醫療健康管理領域的巨大挑戰，完善國家醫療衛生服務體系，是當前中國經濟社會發展亟須解決的重大問題，發展和應用符合中國特色的醫聯網與智慧醫療健康管理理論是解決這些問題的重要路徑。本研究首次提出醫聯網構建運行機理和智慧醫療健康服務機制這一核心科學問題，并進一步凝練了6 個重點研究方向，不僅有助于指導中國醫聯網體系建設和醫療健康服務創新實踐，還能夠開拓醫療健康管理的前沿科學領域，推動中國醫療健康管理科學發展。