基于系统动力学的智慧医疗云服务平台功能需求建模方法

王诗莹 李伦彬 刘心声

“智慧医疗”英文简称 WIT120，于 2009 年由 IBM 公司首次提出，属于“智慧地球”（smart planet）战略六大组成之一。国外在医疗信息化领域起步较早，已经有一些产品和标准出现，如 IBM 的“智慧医疗”、GNU Health、HL7;我国医疗领域主要关注点在于结合云计算实施医疗信息化方面，以大型科技公司为代表，以政府为依托建立云服务平台，如百度健康云、阿里健康等。

一、智慧医疗云平台需求模型构建

智慧医疗云服务平台是一种可共享资源、服务及数据的新型服务模型，推动医院、患者、科研机构、卫生部门之间的服务共享，构建一个全新的医疗健康服务系统。

（一）内涵解析

关于“智慧医疗”的概念，目前学术界还未有一个统一的论断。工业和信息化部电子科学技术情报研究所的工程师刘晓馨认为，智慧医疗是指利用物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，推动医疗信息化模式创新，最终实现实时、智能化、自动化、互联互通的动态服务。银江智慧医疗集团董事长裘加林认为，智慧医疗是指通过医疗物联网、医疗云、移动互联网、数据融合、数据挖掘、可穿戴设备，将医疗基础设施与IT基础设施进行融合，并在此基础上進行智能决策，跨越了原有医疗系统的时空限制与技术限制，实现医疗服务最优化的医疗体系。物联网资讯认为，所谓智慧医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化。有学者认为智慧医疗是以医疗数据中心为核心，以电子病历、居民健康档案为基础，通过多种信息技术构建以信息标准、信息安全、政府监管、业务应用、医疗服务健康管理为一体的高效体系，人人均可受益。曹剑锋等理解所谓的“智慧医疗”就是“物联网”在卫生领域的具体实现。吴越等认为智慧医疗是以医疗云数据为核心，以物联网、数据传输交换为技术，将电子病历、电子健康档案、医疗物联网相结合以构建医疗卫生服务和最优管理的医疗体系。本文采用内蒙古科技大学经济与管理学院尚雅楠的定义，将智慧医疗界定为利用物联网、云计算、数据挖掘等相关的信息技术，将患者与医务人员、医疗设备、医疗机构紧密联系起来，推动医疗实现全面的信息化模式，提高服务效率，做到以患者s为中心，真正实现医疗体系的服务最优化。

（二）角色要素解析

智慧医疗是在物联网、云计算和数据挖掘等技术的推动下应运而生，在此过程中，将由一些部门或者机构对智慧医疗的推广和运行提供支持。首先需要政府部门的政策引导，在宏观上推动智慧医疗的发展;其次，需要技术机构提供相应的技术支持，设计智慧医疗运行平台，并开发，最终付诸于应用;第三，平台运行过程中，需要相关医疗机构提供有资质的医生从事医疗服务，同时提供患者就医过程中需要的各种资源，如设备资源、药品资源;第四，需要一定的研究机构从学术层面进行政策、机制、方法上的创新，推进智慧医疗的快速发展;最后，上述4个角色在平台运行过程中均起到服务的作用，最终的服务对象为前来智慧医疗云平台就诊的患者。综上所述，在智慧医疗云平台运行过程中，需求政府部门、技术机构、医疗机构、研究机构和就诊患者5个角色的支持，如表1所示。

[表1 角色功能介绍][角色 功能 政府部门 制定与智慧医疗相关的政策、法规和运营规划，策划切实可行的实施与推广步骤 技术机构 研发智慧医疗相关的设备，建立运行平台，提供智慧医疗的通讯解决方案 医疗机构 提供医疗方面的支持 研究机构 从学术层面对医疗卫生信息系统、大数据医疗等方面进行研究，形成系统的理论和方法 就诊患者 智慧医疗服务的受体 ]

（三）智慧医疗云平台系统需求边界确定

在前期角色要素解析的基础上，结合系统论原理，将智慧医疗云平台需求视为由内容、资源、过程和评价四个需求子系统构成的复杂系统。每个子系统中的需求要素从不同的方面进行划分，其中内容需求可以分为挂号需求、门诊需求、急诊需求、住院需求等元素;资源需求可以分为设备资源需求，药品资源需求等;过程需求可以分为诊断方式，诊断频率，患者需求等;评价需求主要是患者对智慧医疗云平台使用过程中的总体满意度进行一个综合的评判。除此之外，围绕智慧医疗云平台的5个角色，在界定系统边界的基础上，确定了系统的内部影响因素，具体如图1所示。

二、基于系统动力学的智慧医疗云平台需求反馈回路

系统动力学主要用于分析系统内部各个要素之间的因果反馈关系，以表征系统的行为模式和内部特征。在对智慧医疗云平台系统需求边界确定的基础上，进一步对各个子系统内部要素之间的相互作用、因果关系进行整体分析，得到智慧医疗云平台需求主要反馈回路，

限于篇幅原因，本文列举了智慧医疗云平台运行过程中的9条主要反馈回路。通过对9条主要反馈回路的分析，进一步明确了各个反馈回路所属的子系统和子系统中主要需求要素，一定程度上反映了平台内部各因素之间的因果反馈关系。以反馈回路1为例，内容需求包括平台用户对服务内容的选择，而众多服务中，一些患者可能会选择个性化就诊服务，利用该项数据可以计算平台的就诊需求增长率和患者总量，所得到的数据可供资源需求等其他需求使用。同时，用户在享受服务过程中，会对服务进行评价，形成就诊满意度，为评价需求做准备，而评价满意度直接决定患者的参与度和积极性，与就诊效果成正比。就诊效果还与患者的病情复杂度相关。综上所述，平台中各要素之间存在一系列的因果关系，这些关系是动态的和实时的，能够真实反映平台用户的需求，使所得的功能模块更符合用户需求。除此之外，利用系统动力学可以捕捉相同的影响因素，只需设置一个功能模块，增加了数据的共享性。以角色进行划分，方便平台架构的搭建。反馈回路向平台功能需求转化将在第三部分进行说明。

三、智慧医疗云服务平台功能需求

根据系统动力学模型下的反馈回路所形成的因果反馈关系，可以进一步确定智慧医疗云服务平台的功能需求，其中子系统直接转换为平台中的功能模块，为了表述清晰，文中设定为二级功能模块。通过前面的研究成果可知，智慧医疗云平台共有4个二级功能模块，分别为内容功能、资源功能、过程功能和评价功能。子系统内部各个反馈回路中的变量则转化为平台的三级功能，转化规则根据变量的特点而定。其中，不可以划分为更小单位的变量，则直接设为功能需求，如患者就诊需求总量直接转化为就诊患者需求总量统计功能;可以继续划分的变量，则将划分后的值设为相应的功能需求，如个性化就诊需求有门诊需求、急诊需求、挂号需求和住院需求等，因此需要设定门诊功能、急诊功能、挂号功能和住院功能等。限于篇幅原因，本文列举部分功能转化结果，具体功能设定如表3所示。

四、结语

通过梳理智慧医疗的发展现状，构建智慧医疗云平台需求模型，将系统的参与角色分为5类，以此为基础界定系统边界。在上述成果的基础上，运用系统动力学方法从内容需求、资源需求、过程需求和评价需求4个方面建立智慧医疗云平台需求主要反馈回路，探索平台的运行机制和特征，最终确定智慧医疗云平台的功能需求。反馈回路具有动态性和实时性，能够更确切地反应用户需求;相同需求可以合并，从而增加数据的共享性;多角色分析，分工明确，有助于建立清晰的平台架构。

【参考文献】

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