新冠疫情下大型方舱医院信息系统建设及应用

林靖生, 滕晓燕, 曹青, 汤杰, 马龙鑫, 陈尔真

(上海交通大学 医学院附属瑞金医院， 上海 200025)

2022年3月起，以奥密克戎变异株为主要流行株的新冠疫情在上海市蔓延，给本市疫情控制造成了极大的困难。截至2022年4月30日，新增确诊病例及无症状感染者人数已超50万。本市自3月中旬开始进行方舱医院建设，目前已建成市区两级方舱医院119家，总开放床位数达到27万张，以满足感染者隔离医学观察需求。本团队牵头参与了多个市级方舱医院信息化建设[1]，如上海世博展览馆方舱医院、上海新国际博览中心方舱医院和国家会展中心(上海)方舱医院等。根据不同类型方舱医院建设与运行实际业务需求，在基础设施、终端硬件、应用改造、运行维护等方面积累了相关经验，总结如下。

1 大型方舱医院信息化需求分析

1.1 大型方舱医院的建设特点

方舱医院作为一种新型公共卫生防控与医疗设施，其建造时间短、成本低、机动性强，具备隔离、分诊、提供基本医疗照护、密切监测和快速转诊、提供基本生活和社会活动等功能，在应对突发传染病、地质灾害、重大事故等应急公共卫生事件时发挥重要作用[2]。

本团队参与建设的上海世博展览馆方舱医院、上海新国际博览中心方舱医院、国家会展中心(上海)方舱医院均为利用现有大型展览馆整体框架结构，对建筑内部进行改建而成，其中以国家会展中心最具代表性。国家会展中心方舱医院共设14个舱，总床位数高达5万张，仅耗时96 h建成，为上海市目前规模最大的方舱医院。此类方舱医院基本具备电力、网络等信息化基础设施，但存在有线网络点位偏少，覆盖范围有限，网络与电力的稳定性及可靠性较低等问题。

1.2 大型方舱医院的信息化需求

“快速、高效、安全、易用”是方舱医院信息系统建设的核心需求。2022年4月8日，上海市新型冠状病毒肺炎疫情防控工作领导小组发布了《关于做好信息化支撑本市方舱医院医疗管理工作的通知》，强调要加强和规范方舱医院信息化管理，要充分发挥信息化在支撑医疗救治监测、创新管理模式、提升服务效率、促进有序流动、保障医疗安全等方面的作用，使得方舱医院的服务和管理更加高效化、便捷化和科学化。在疫情应急管理特殊时期，方舱医院承担着与疫情赛跑的特殊任务，本市方舱医院建设周期极短，这就要求方舱医院信息系统建设周期也必须从常规的半年建设时间缩短至2～3 d，同时还要保证系统的可用性和安全性，并且满足相关用户对于信息系统的相关需求。

(1)患者需求 方舱医院的建设目的主要是为轻症和无症状感染者提供医学隔离与观察。患者在入院时和在院期间，需进行个人信息登记、健康状况与基本生命体征的自我监测，离院时要满足患者查阅在院期间核酸检测报告、出院小结、解除医学隔离证明等医学报告的相关需求。

(2)医疗需求 方舱医院医护人员的数量配置一般低于常规医院，为了确保医务人员高效开展医学观察和医疗救治工作，信息系统的支撑不可或缺，包括建立适用于方舱医院的电子病历系统、医嘱管理系统、护理管理系统、影像和实验室检查管理系统、药品供应管理系统等，以应对大批量患者收治与出院管理。

(3)管理需求 利用信息化手段提高方舱医院运行管理效率是发挥方舱医院在疫情防控中“应收尽收，以快制快”的关键举措。通过数据自动化采集，实现对方舱医院人力资源、物资配置的精细化管理。

1.3 大型方舱医院信息化建设面临的挑战

大型方舱医院信息系统建设面临建设周期短、床位规模与工作量大、信息化基础设施匮乏、用户多样性等诸多挑战。

1.3.1 建设周期短

信息化建设必须与方舱医院整体建设进程同步进行，即要求在2～4 d内要完成信息系统架构设计、平台基础设施建设、网络部署与优化、基础数据维护，应用系统部署、培训、上线等一系列工作。

1.3.2 床位规模与工作量大

本团队管理的方舱医院，床位规模在7 500～50 000张，是传统医院的5～10倍，而工作人员的配置又达不到常规医院的标准，日常工作量巨大，是平日工作量的10～20倍，传统医院信息系统无法有效应对。

1.3.3 信息化基础设施匮乏

信息化所需的基础设施相对匮乏，电力和网络等基础能力难以得到有效保障，弱电工程进度滞后于整体工程进度，经常导致场馆验收时信息化基础设施还未完工的情况发生，软硬件系统的落地缺乏时间窗口。

1.3.4 系统用户多样性

方舱医院医护团队大多来自不同省市不同医院、对信息系统的使用习惯不一致。同时医疗队变动与流动性大、调动多，难以实现有效的系统操作培训而达到规范化使用 。

2 大型方舱医院信息化建设思路

2.1 设计思想

根据方舱医院的建设特点和其信息化需求，按照方舱医院应用功能规范要求，我们采用了基于云平台的简化HIS及EMR作为核心业务系统，并集成住院、护理、医技、药品管理等子模块，实现方舱医院基础医护业务的闭环管理；并与核酸检测机构、市级大数据平台建立数据交互接口，用以协同患者转运业务，同步检查结果，上报方舱运行管理数据等。基于云平台的上海方舱医院信息系统总体架构可分为基础设施层、云平台服务层、应用服务层(图1)。

图1 大型方舱医院信息系统架构图

2.2 实施原则

根据方舱医院的运行特点，在设计和部署信息系统的时候，需要遵守下列实施原则。

2.2.1 快速部署原则

方舱医院的管理系统需要能够在极短的时间窗口内完成部署，同时需要对部署环境有足够适应性，包括网络环境、服务器环境、数据存储环境、安全管理环境。

2.2.2 高并发原则

方舱医院信息系统需要具备管理大批量患者的能力，并且需要对相同症状、相同治疗方法的患者提供批量处理，系统需要考虑在大批量处理患者信息和诊疗操作的过程中，能具有较高并发任务处理能力。

2.2.3 轻量化原则

为了缩短系统部署时间，降低对终端设备特性的依赖，需要系统能适配通用性终端设备，尽可能减轻终端设备部署操作，快速完成大量设备的部署安装工作。

2.2.4 易用性原则

方舱医院信息系统需要具备良好的人机交互界面，正确引导用户进行操作。信息系统需要通过简单的培训就能让用户上手使用，界面简洁，标识明显，让用户快速完成工作任务，避免误操作。

2.2.5 安全性原则

由于系统可能会在任何网络环境下运行，需要系统能符合GB/T 22239-2019《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》的三级水平，在内部网络和互联网情况下都能确保系统和数据安全。

2.2.6 扩展性原则

不同时期和不同环境下的方舱医院，对系统的功能有不同的要求，需要信息系统能够根据方舱医院的业务特点进行灵活定制。

3 大型方舱医院信息化建设实践

3.1 基础架构

国家会展中心方舱医院信息系统全部构架在云平台基础设施之上。依靠公有云技术，通过云服务器提供的虚拟化平台构建系统架构环境，同时通过运营商提供的高性能及高速的互联网[3-5]接入带宽、安全的机房环境、云防火墙、云主机、云存储、弹性负载均衡等形成互联网数据中心(internet data center，IDC)[6]，域内服务器、电脑等通过专线实现访问，从而使医疗机构本体无需再自建机房。在方舱信息化建设中云平台使用的关键考量有以下4个方面：

(1)计算资源 作为方舱的计算资源，云服务器是云计算基础设施的重要组成部分，能够提供简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务，可进行大规模计算和业务部署服务器环境。

(2)存储资源 方舱云化业务在云端主要使用弹性块存储，简称云硬盘，主要为云服务器实例提供的块级别数据存储设备，具有高可用、高可靠、灵活易用等特点，通过分布式集群和数据三副本机制为云服务器的数据存储提供可靠性保证。

(3)中间件资源 云上方舱医院业务系统数据库采用RDS云数据库，云数据库是一种即开即用、稳定可靠、可弹性伸缩的关系型数据库服务。

(4)网络资源 方舱业务系统可以通过云平台进行虚拟私有网络服务(virtual private cloud，VPC)的创建，定义属于方舱业务的私有网络环境。相对于在方舱中设立独立机房和机柜，或从外部机房设置专线的传统方舱信息化建设方式，采用云平台模式可以摆脱方舱环境对物理设备的约束，提供高稳定性及高性能的业务资源集群，同时简化IT现场运维工作，减少感染风险，为方舱医疗系统提供有力支撑。具体见图2。

图2 大型方舱医院信息化部署架构图

3.2 应用服务

方舱医院信息系统整合了门诊挂号收费系统、门诊医生工作站、住院医生工作站、电子病历系统、护士站、排队叫号系统、疾病上报系统、药房及药库系统、门诊输液管理系统、实验室信息管理系统、移动PACS、医技报告系统等，基本形成了医疗过程闭环管理[7]，能够对医嘱、护理、检验检查、电子病历、输液、医疗质量等进行全面监管。这套系统基于医院原有的系统进行了改造简化，精简出适合医护人员在方舱医院使用的重点功能，以便系统在云服务器上能够运行顺畅[8]。基于云平台的大型方舱医院信息系统与传统系统的不同之处主要在于：

(1)护士工作站 出入院系统在原有功能的基础上进行了针对性的优化，为了减少大人流入院情况下患者排队等待的时间，减轻护士办理入院登记的工作量，采用让患者扫描二维码进行自助登记及流行病学调查的方式。患者集中入院时，护士引导患者到病区，患者填写完入院登记后，护士为患者分配床位。为了方便管理入院患者，患者也方便记录自己的床位，我们在方舱医院中，仍然采用了三级医院住院管理中常用的腕带进行管理。护士为患者办理完入院登记之后，可以在系统中为患者打印腕带，如果有大批量患者入院，系统还能支持批量打印腕带的功能。

(2)医生工作站 方舱医院的电子病历系统和三级公立医院中使用的电子病历也有很大的区别，方舱医院的电子病历需要高度集中处理新冠病毒感染病例，需要在遵守诊疗规范、电子病历书写规范的基础上，大批量地对在院患者进行诊断、开具医嘱和书写病历文书。为了方便医生对患者进行快速筛选，系统提供了对在院患者进行快速筛选的功能，可以根据患者的最后两次核酸结果进行快速筛选，也可以根据患者年龄段进行筛选。对于方舱医院收治的患者，系统提供了常用诊断，医生可以通过双击诊断名称，快速为患者开立诊断。医生可以在医嘱界面中录入医嘱，包括药物医嘱、检查医嘱、检验医嘱和治疗医嘱。医生筛选出需要处理的患者之后，可以批量对这些患者开出医嘱，或者生成病历文书。比如入院患者符合年龄条件的都会有中药处方，就可以通过批量医嘱的方式进行开具。对于符合出院条件的患者可以批量开具出院医嘱，对于需要通过应用标准病历文书模板的病历，可以批量生成入院录、病程录、出院小结、解除隔离证明等多种类型的文书。为了减轻医生书写病历文书的工作量，通过患者自助填写的流调表获取了患者基本信息和流行病学调查信息，结合护理系统提供的患者体温等信息，自动生成病历文书。具体见图3。

图3 大型方舱医院应用系统模块图

3.3 运行维护

为加强信息化建设项目管理工作，按照统一领导、分工明确、职责清楚、层次分明、协调配合、快速应对的原则，需要建立一个高效的方舱信息化项目管理组织架构(图4)，来应对方舱医院信息化建设过程中可能会出现的各类问题。方舱医院信息化项目指挥部是为了更方便的对方舱医院信息化建设进行整体把控、统一协调，需要成立一个由各方参建单位或部门领导层组成的领导指挥部。运营服务组是方舱医院现场信息化系统相关的第一对接人，直面医护和患者咨询的各种问题，培训医护人员、物资管理人员相关软件的使用操作，每日向卫健委上报关键数据指标，如果收集到软件系统相关的新需求或者Bug，还需及时上报给公司产研部门，并跟进处理进度。硬件保障组安装和维护方舱医院内电脑、体温测量仪、PDA手机、打印机、体征测量仪、检验检查设备、对讲机等硬件。基础设施保障组负责现场网络的安装部署、电力保供、云资源的开通和运行监控。软件保障组负责软件系统的运维保障。后勤保障组专门应对物资采购、物资的入库管理、物资发放等，需要采购打印纸、腕带、硬件设备等物资。信息部需协调各个小组各司其职、保持沟通、相互配合。具体见图4。

图4 大型方舱医院信息化项目管理组织架构图

4 总结与展望

随着5G、云平台等新一代信息技术的快速发展以及医疗信息化领域相关产品的日趋成熟，未来方舱医院信息化建设将会越来越完善。在网络层面5G将是未来建设临时方舱医院的首选，高带宽与低延迟的特性能让其在满足各类应用网络需求的同时，提供场馆网络建设的灵活性。在终端层面拥有5G联网能力自带电池的一体式医护工作站将成为主力，具备腕带、平贴、报告打印能力使得其可以胜任各类医护系统应用。手机将成为最好的医护移动终端工具，安装相关APP即可胜任各类工作，还能通过其进行舱内外的沟通。患者也将通过手机APP填写查看与住院相关的各类信息，实现方舱医院的患者自服务。云平台将提供便捷、快速、自增长、自调节的计算与服务资源，方便部署各类方舱医院Sass服务软件。在应用模块层面未来可通过软件模块化与微服务，根据现场情况组合式的搭建和部署方舱医院信息系统。用信息化利器支撑抗疫工作，让我们未来面临类似挑战时掌握主动。

致谢：特别感谢赵飞、黄茹、孙卓凝、彭德华、郑志超、雷浩、曾舒翀, 感谢他们严格按照课题执行，收集了整篇论文的资料。

作者贡献声明

林靖生：提出研究思路和框架，查阅文献，撰写并修改论文；滕晓燕：查阅文献，撰写并修改论文；曹青: 收集资料;汤杰：收集资料；马龙鑫：收集资料；陈尔真: 指导论文的撰写和修改。

利益冲突声明

本研究未受到企业、公司等第三方资助，各作者不存在潜在利益冲突。