新基建背景下我国医院基础设施建设发展

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庞玉成,李宝山,曹高芳等

(第一作者为滨州医学院卫生工程管理研究所所长,管理学博士,正高级工程师)

一、引言

年伊始,新型冠状病毒疫情的爆发对我国的经济产生重大影响。在疫情全球蔓延的情况下,消费以及出口这两匹拉动经济增长的马车受到约束。而基础设施投资一直是世界各国为应对重大突发事件和经济危机的重要手段,是拉动国家经济增长的最直接、最快速见效的方式。特别是针对此次疫情影响下暴露出来的公共卫生危机应对、城市应急处置中暴露出来的薄弱环节,加强新型基础设施的建设是加快建设智慧城市的重要支撑。近期,中央以及各省市相关部门均出台了一系列恢复经济的政策,其中被提及到最多的便是“新基建”工程建设。

二、“新基建”的内涵和外延

“新基建”的概念最初可以理解为信息化领域基础设施的建设。美国总统克林顿在年提出了信息高速公路的建设计划,又被称为国家信息基础设施计划;日本在20世纪60年代的高速铁路系统,都是在信息化领域进行基础设施的建设。我国关于“新基建”的概念早在年就被提出,当时将5G基站、特高压、城际高速铁路以及城际轨道交通、充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网统称为“新型基础设施建设”。以此为基础延伸出许多关于“新基建”的定义,主要可以分为两类,狭义的定义认为“新基建”主要是指依附前沿科学技术的基础设施的建设,包括5G基站、特高压、城际高速铁路以及城际轨道交通、充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域;广义的定义是指按照底的中央经济工作会议有关“基础设施短板”的提法,“新基建”除了包括上述七大板块以外,还包括城市的地下管廊系统建设、医疗卫生设施、养老设施等。

年4月20日,国家发展改革委在新闻发布会中明确,新型基础设施是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系,主要包括三个方面的内容:一是信息基础设施,主要是基于新一代信息技术演化生成的诸如5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施和以人工智能、云计算、区块链为代表的算力基础设施;二是融合基础设施,主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级进而形成的基础设施;三是创新基础设施,主要是指支撑科学研究、技术开发、产品研制等具有公益属性的基础设施。

三、“医院新基建”概念的提出

医院建筑是医疗卫生健康事业的主要载体,是复杂度最高的民用建筑类别。此次疫情暴露出我国医疗基础设施在功能和数量上还存在较大短板,距离人民群众的健康需求以及应对突然公共卫生事件的弹性和韧性需求还有较大差距。据国家统计局官方网站数据显示,年到年,医院医院数量从家增长到家,扩大3.65倍;床位数从万张增长到万张,增长了4.37倍;但同期GDP增长倍。年,我国财政医疗卫生支出1.56万亿元,占GDP的1.7%。而疫情期间,医院基建的大趋势初见端倪,基于“宁可备而不用,不可用而无备”的出发点,多个省市均修建了应对突发疫情的“小汤山”式医院。

医院基建是否属于“新基建”范畴?根据国家发改委对于“新基建”的定义,医院基建可以划归为融合基础设施范畴。医院建设的复医院硬件建设所涉及的专业分析,如医院建筑比起普通建筑增加了诸如医用气体、层流净化、医用物流、放射防护等专项,从而导致设计和施工难度加大。但是近年来,随着科技的进步和人民群众对美好生活的追求日益提升,医院建筑作为医疗行为的主要载体,其科技含量日新月异,新技术、新产品、新理念、新工艺层出不穷,核心的特征就是新兴信息技术的大量应用,医院运营期的更紧密结合。本文对“新基建”所包含的医院基建和运维中来所兴起的部分新技术进行了一个关联度分析,如图1所示。

图1“新基建”与医院基建的关联度分析

从中可以看出,医院基建所涉及的这些新技术,均可以划归到5G、大数据、人工智能、工业互联网与物联网、新能源汽车充电桩等“新基建”领域,具有极强的关联度。而新冠疫情期间,基于防疫需求,医院业务增长迅猛。但目前的信息技术距离真正实现线上诊疗和线下的无差别化,还有很长的路要走。新冠疫情客观上将会成为医院技术进一步发展的催化剂。当然,不同级别、不同类型、不同档次、医院项目,其“新基建”的成分所占比重也会有较大差别。

因此,我们可以将“新基建”医院建设和运医院基建项目定义为“医院新基建”,而这个比重的具体数值则不应该具体化,而应该以模糊数学的隶属度来去定义。“医院新基建”医院建设和运维期的数字化、信息化、智能化程度的一个相对概念。本文认为,“医院新基建”在未来的最大特征将是“向虚而生”,这里的“虚”是指数字化、虚拟化。5G等“新基建”设施,本质上都将是客观知识世界的“采血站”,人的健康数据通过网络汇总成为大数据,这些网络大数据如同血液的支管汇总到一个个干管,最终人们的健康管理都将由大数据和云计算支持的“人工智能”虚拟医疗机构负责。在“医院新基建”时代,5G、大数据、人工智能等技术的广泛应用和不断创新,在物理世界将实现无纸化、无胶片化,突破传统医学模式的时空限制,实现全方位、全关联的自动化、智能化服务。如远程会诊、异地病例讨论分析、医疗AGV进行院内移动物料运送无人车、远程侵入式检查、远程内窥镜、远程手术等智慧医疗技术都将广泛得以应用。“向虚而生,虚中有实”是科技发展到更高水平后,医院的重要特征。

而“医院新基建”作为未来医疗领域产业链的上游,对于下一个十年乃至更长远的未来至关重要。经历了“医院新基建”的深度建设之后,医院将不再是一个个孤立的建筑群或者信息孤岛,而是在5G、互联网、物联网、人工智能、大数据、传感技术、可穿戴设备等技术的基础上,连成整体的硬件和软件的集合,可称为“新型健康基础设施”。“新型健康基础设施”医院的职能之上,负责对居民的个人健康信息进行有效的收集、存储、整理,实现不同医疗机构之间的数据共享,从而有效提升健康服务水平,如图2所示。

图2新型健康基础设施示意

四、“医院新基建”中的新技术应用及发展

医院建设最重要的问题就是流线的设计,包括动静的流线、人员的流线、医疗的流线、物资的流线、污物的流线等等,许多项目缺乏长远的、总体的规划组织,医院内就诊时无所适从,且一旦发生传染性疫情就无法避免;医院的改扩建,医院格局早已成型,一般都是见缝插针的组织设计,其灵活性显得相形见绌。“医院新基建”应在规划上适应新的信息技术对医疗工艺设计产生的变革推动作用,突破传统、打破常规,用前瞻性的眼光,根据医院的功能尤其是数字化功能进行规划设计。下面将对“医院新基建”的关键四大板块技术(5G技术、人工智能、物联网、大数据中心)医院建设以及运营中的应用及发展分别进行分析。

(一)5G技术

在“新基建”计划的七大领域中,5G基站及其技术起到顶梁柱的作用,医院在信息系统应用领域主要还是门诊挂号、电子病历统计等方面。而“新基建”计划中的5G基建主要有高速度、低功耗、低延时、泛在网等的特点。医院建筑也是人类公认的设计难度高、科技含量高、设备转运难度大、功能复杂的公共建筑,在医院就要特别注意“医院新基建”理念对建筑的布局形式的影响,这里归纳出其四种布局形式,详见表1。

由此可见,网络式具有并且具有层次性、全方位、多联系的扩展方式,对医院建设来说,网络式布局对未来“医院新基建”的契合度更高,医院各个部门组织交流、提高效率,也方便5G医院某个区域,为病人远程诊断、远程手术、远程内窥镜提供更高效、更快速的救治措施与方案,防止因为5G网络问题耽误病人的救治,与此同时,5G芯片技术还不断完善,打破技术的壁垒,面向高频应用的BAW和FBAR滤波器时加大研发人员以及资金的投入,发展其基于5G的智能电网和智能安防,医院的信息化、数字化管理维度以及管理水平。5G医院中的应用还包括远程内窥镜、远程手术、远程诊断等。

(二)人工智能

年,人工智能开始应用于医学,当时斯坦福大学研究出了基于人工智能技术的MYCIN系统,用于诊断和治疗感染性疾病。在医院建设当中,人工智能技术的出现改变了项目管理方式、工作方式、项目目标预测。在医院运营当中,人工智能可以通过机器学习、深度学习以及自然语言的处理等,从广泛的临床数据当中学习有用的数据,实现辅助诊断、治疗方案选择、疾病预测、减少医疗事故、提高医疗效率等功能。医院基建中的应用主要包括前期策划和施工方案的智能决策系统、测量机器人、现场监控系统等;在医院运医院物流配送、人工智能辅助治疗、人工智能辅助手术、医学影像、医学病理诊断等方面,人工智能医院运营管理方面。但是人工智能在医疗行业的应用目前也存在一定制约因素,虽然医疗数据量大,但是缺乏高质量的数据;没有统一的医疗信息标准;缺乏既懂人工智能又懂医学的专业人才等。人工智能技术虽然在图片以及声音的识别上有了很大的突破,但是在理解人类的知识以及语言方面存在不足,未来关于人工智能对自然语言的理解必将是研究难点和热点。

(三)物联网

年,IBM提出将物联网技术应用到医疗领域。在医院建设过程中,随着当前施工管理向着精细化、智能化发展,物联网技术可以将施工过程中的施工人员、施工材料、施工设备进行联合管理和控制,改变过去以往粗放式的管理方式。物联网医院建设中的应用包括人员管理、视频监控、材料设备管理、工程安全监测等。在医院运营中,可以通过物联网感知对象的相关数据以及信息,经过对有效信息的标准化处理,医院的医疗流程,医院流程的标准化、智能化。具体应用包括:一是人员信息管理,包括人员身份确认以及识别、人员定位以及监控、移动医疗;二是药品信息管理,包括药品流通、药品防伪、药品发放;三是设备信息管理,包括医疗设备定位跟踪、设备维修、设备综合管理;四是医疗信息管理,包括内部医疗信息管理、远程医疗信息管理(远程医疗、远程监控、远程护理)。物联网在医疗领域具有广阔的应用前景,但是目前物联网也存在技术标准不统一以及数据安全和隐私保护等问题需要解决。

(四)大数据

国际数据中心在年将大数据定义为“需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产”。年8月15日,国务院印发了关于《促进大数据发展行动纲要》,这份纲要首次提到了将大数据发展纳入到我国的战略规划中。大数据与BIM结合在工程造价领域进行综合应用,可以挖掘BIM中有效的信息来辅助决策,弥补BIM技术获取数据时表现出来的信息不足、精准性差的缺点。医院建设中的应用,医院投资决策、医院建筑设计、医院施工管理、医院运维管理、医院建设等方面。大医院BIM实施过程中数据存储难、数据处理慢以及信息孤岛等问题,但同时,大数据技术与BIM集成应用也可能会带来数据安全问题,当前的融合仍然处于初级阶段,有很多理论瓶颈有待突破,在工程应用中机遇和挑战并存。在医院运营阶段,大数据在电子病历分析、基于可穿戴设备追踪健康信息、分配医疗资源、辅助医学影像诊断等方面都有广泛应用前景,但数据安全问题同样需要特别加以研究应对。

五、“平疫结合”对“医院新基建”的冲击

截至目前,新型冠状病毒肺炎的防控形势持续向好的方向发展,全国各地的复工复产也在稳步推进的过程中。然而此次疫情也暴露出我国的突发公共卫生应急机制的不足。如何能够借助科医院门诊病房“平疫”的快速切换,防止院内交叉感染,是公共卫生医疗设施建设目标的重中之重。而“平疫结合”的建设理念下,传染病房与普通病房的低成本快速切换是其中的核心任务(二者区别见表2)。根据传染病房与普通病房的区别,为了实现平时普通病房,疫时传染病房的功能,做到平疫结合,快速切换,必须严格执行“三区两带两通道”的原则,同时应使病房楼的采暖、空调以及通风可以自由进行正负压的切换。在这个切换过程中,有大量的医疗工艺、工程造价、机会成本等新问题需要以创新的方式进行有效解决。而“新基建”的高新技术手段将会在“平疫”切换中发挥重要的作用,如借助物联网技术的门禁系统,切断疫时病房楼与外界的联系;借助人工智能和机器人技术实现自动送餐、传送污染物品等,以使得医患分离和洁污分离等有效地实现。

六“医院新基建”相关政策建议

(一)加强“医院新基建”的顶层规划

建议国家层面组织专家对“医院新基建”的内涵、外延、趋势、发展目标进行研究论证,出台相关指导文件和相应的五年规划,用前瞻性思维进行整体布局,统一认识,明确“医院新基建”的范畴、建设路径、任务分工和建设目标,并完善配套措施,加大对5G、大数据、人工智能、物联网等技术在医疗行业应用的政策支持,从全局性规划层面进行全国健康基础设施的布局。选择医院作为新基建相医院,加强示范项目的引领效应。

(二)加大“医院新基建”的政府投资力度

此次新冠疫情对全国乃至全球所有人都带来巨大的思想冲击。疫情过后,人们会反思自身的价值追求、生活方式,尤其是对自身健康的


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