华为数字技术赋能智慧医院建设白皮书.pdf

白皮书数字技术赋能智慧医院建设发布日期：2024 年 3 月目录01020304数字技术概述1.1 数字技术发展现状及趋势.011.2 物联网.031.3 5G技术.041.4 云计算.071.5 大数据.081.6 人工智能.101.7 区块链.11智慧医院建设发展现状2.1 智慧医院发展概述.132.2 智慧医院建设的驱动力.142.3 国内外智慧医院建设现状及优秀实践.142.4 智慧医院建设面临的挑战.17智慧医院建设与评估3.1 智慧医院建设总体框架.183.2 智慧医院建设评估体系.34智慧医院应用场景4.1 智慧医疗的主要应用.384.2 智慧服务的主要应用.464.3 智慧管理的主要应用.524.4 智慧医院应用发展趋势.5305总结0706数字技术引领下的未来智慧医院展望6.1 数字技术应用于智慧医院的发展趋势.796.2 未来数字技术赋能智慧医院畅想.81数字技术在智慧医院建设中的应用5.1 智慧医院数字化建设总体设计.565.2 智慧医院数字化整体架构.595.3 物联网技术在智慧医院建设中的应用.605.4 5G技术在智慧医院建设中的应用.665.5 全光网络在智慧医院建设中的应用.715.6 云计算技术在智慧医院建设中的应用.735.7 大数据技术在智慧医院建设中的应用.735.8 AI和大模型技术在智慧医院建设中的应用.755.9 区块链技术在智慧医院建设中的应用.77数字技术赋能智慧医院建设白皮书0101|数字技术概述数字技术发展现状及趋势1.1科学进步和技术创新是推动行业发展的核心驱动力。自近代以来，人类经历了四次由科学技术创新引领的工业革命。第一次工业革命开始于 18 世纪中叶，以蒸汽机为动力的机械设备被广泛推广和应用，人类社会从手工艺时代进入到机械生产时代；第二次工业革命发生在 19 世纪，以电的发明和在生产生活中的广泛应用为标志，人类进入规模化工业生产时代；第三次工业革命发生在 20 世纪中期，随着电子计算机、通信工程和互联网技术的诞生，人类进入了信息化时代；第四次工业革命从 21 世纪开始至今，随着云计算、大数据、物联网、人工智能等技术的出现，人类社会正逐步迈入智能化时代。01数字技术概述数字技术赋能智慧医院建设白皮书02数字技术概述|01智能社会有三个特征，即万物感知、万物互联和万物智能。万物感知：智能社会万物可感，通过多感官渠道（温度、空间、触觉、听觉、视觉等）感知物理世界并将其转变为数字信号，实现情境感知、交互和沉浸式的用户体验；万物互联：网络连接万物，将所有的数据实现在线联接，从城市、高山、太空等不同领域实现宽、广、多、深的联接，使能智能化；万物智能：大数据和人工智能的应用将实现万物智能，数字孪生将在个人、家庭、行业和城市中逐步普及，满足物理世界更美好的需求，同时将出现数字化生存的第二人生，使精神世界更加富足。智能时代这三大特征的实现，有赖于新一代的数字技术，比如物联网、5G、云计算、大数据和人工智能等的成熟及广泛应用。技术基础设施将成为智能世界的基石。Gartner 发布 2022 年中国 ICT 技术成熟度曲线，显示出 5G 技术、物联网和人工智能等技术已经逐步走向成熟，在未来 1-2 年之内将在行业数字化转型中得到广泛的应用。图 1-2 智能社会的三大特征图 1-1 人类四次工业革命发展历程数字技术赋能智慧医院建设白皮书0301|数字技术概述物联网1.21.2.1 物联网技术的产生物联网的概念最早出现于比尔盖茨 1995 年未来之路一书中，但当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起人们的重视。1999年，美国麻省理工学院成立了自动识别中心（Auto-ID），其创始人之一的凯文阿仕顿(Kevin Ashton)提出了“万物皆可通过网络互联”，首次明确阐释了物联网的概念和含义，即主要是建立在物品编码、射频识别技术(RFID)和互联网基础上物物相连的网络。根据国际电信联盟（ITU）2005 年的定义，物联网（Internet of Things，简称 IoT）是指通过射频识别技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，通过网络把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1.2.2 物联网关键技术1.物联网平台物联网平台是针对物联网场景和行业开发者提供各种服务的云平台，可以提供设备连接、设备管理、数据分析、边缘计算等能力，为物联网场景提供完整的技术支持和业务解决方案。物联网平台的目标是通过连接物理设备和云端系统，提供可靠的数据采集、处理、存储和管理功能，并为第三方应用程序提供开放的 API 接口，帮助企业更好地了解其设备和流程的使用情况，并实现更高效、更智能的业务流程，提升业务和管理效率。2.射频识别技术(RFID)射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 是一种简单的无线系统，通常只有两类基本器件：阅读器和应答器（或标签）。标签由耦合元件及芯片组成，标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，利用感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号;阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID 的应用非常广泛，目前典型的应用有物流过程中的货物追踪、病人识别、婴儿防盗、物品定位及追踪、汽车防盗器、门禁管制、物料管理等。3.传感技术信息采集是物联网的基础，而目前的信息采集主要通过传感器件完成。MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）是目前物联网领域比较通用的传感技术。它是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。MEMS 赋予了普通物体新的生命，使它们有了属于自己的数据传输通路、存储功能、操作系统和专门的应用程序，从而形成一个庞大的传感网。数字技术赋能智慧医院建设白皮书04数字技术概述|015G 技术1.31.3.1 5G 技术的产生5G 是指第五代移动通信系统。2015 年 9 月，ITU 明确了 5G 的愿景和应用场景，并提出了 5G 的关键能力指标。根据 ITU 的愿景白皮书，5G 包含如下三类典型的应用场景：eMBB（enhanced Mobile Broadband，增强移动宽带），是 4G 移动宽带服务的进一步演进，主要服务于消费互联网，支持更大的网络带宽和速率，进而支撑更大的数据流量和增强的用户体验。uRLLC（ultra-reliable low-latency communication，超高可靠性超低时延通信），是具有超低时延和超高可靠性的通信，对吞吐率、延迟时间和可靠性等性能的要求十分严格。应用场景有工业制造、远程手术、智能电网以及运输安全等。mMTC（Massive Machine-Type Communications，海量物联网通信），是支持海量终端的服务，该场景最大的特点是连接设备数量庞大，这些设备通常传输相对少量的非延迟敏感数据，要求成本低，电池续航时间长，所应用的领域主要是物联网。1.2.3 物联网技术应用场景随着近年来我国智慧医院建设的推进，医疗物联网的应用已经在智慧医院场景中得到了广泛的应用，主要的应用场景包括医疗设备管理、医疗安全管理、医院后勤管理、医疗废弃物管理、智慧护理、病房服务等。医疗设备管理：为提高医疗设备的精细化管理水平，基于 RFID、蓝牙、UWB(Ultra Wide Band,超宽带)等各种定位技术，可实时感知医疗设备和器械的位置、开机状态、使用状态，以及高值配件的使用频次等信息，提高医院资产的管理效率和使用效率。医疗安全管理：通过医疗器械唯一标识（Unique Device Identification，UDI）建立医疗器械信息化追溯系统，利用 RFID 标签与在线式 RFID 感知网络，可以实现医疗器械不良事件报告、产品召回及追踪追溯等。医院后勤管理：通过视频监控系统智能化地识别复杂人员、物品和事件，对门禁、闸机、停车道闸等通行设备进行视频采集和分析，精确地识别出人员身份、车辆身份，对黑名单医闹、黄牛等进行重点监控，帮助医院实现安全环境保障。医疗废弃物管理：针对智能垃圾车、垃圾桶等实现医疗废弃物在处理、转运各个环节的定位、处理轨迹跟踪等有效管理。智慧护理：利用电子体温贴、输液监护传感器、联网血压仪等设备，自动、实时、准确地采集患者体温、血压/心率、输液等情况，大大地减轻了护士工作量。在特殊护理辅助场景，通过婴儿手环、母亲手环等传感器，可实时感知到婴儿的位置，进行母婴匹配，防止婴儿抱错等情况的发生。病房服务：利用护士手环、患者手环、电子床卡等物联网设备及终端，与门禁、信息查询屏等相结合，不仅有利于医护人员和患者的出入便利，而且可实时监控重要患者走失、跌倒等状态，还可以方便患者随时与信息屏互动获取到相应的信息。数字技术赋能智慧医院建设白皮书0501|数字技术概述1.3.2 5G 关键技术1.新波形技术（F-OFDM）4G 采用 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用）技术将高速率数据通过串/并转换调制到相互正交的子载波上去，并引入循环前缀 CP（Cyclic Prefix），较好地解决了码间串扰问题，在移动互联网时代得到广泛应用。但 OFDM 最主要的问题就是不够灵活，未来不同业务场景对带宽、时延和连接数的网络能力需求迥异，OFDM 无法同时满足不同业务对网络能力的不同需求。5G 采用了 F-OFDM（Filtered OFDM,滤波 OFDM）的新空口技术，这一技术在继承了 OFDM 的全部优点的基础上，克服了 OFDM 的一些固有缺陷，提升了灵活性和频谱利用效率。F-OFDM 在频域上采用灵活的子载波带宽；在时域上采用灵活的符号(5G 中时域资源调度的最小单位)长度，能够根据不同业务在传输带宽、传输时延以及接入用户数的需求进行灵活的资源分配，是实现 5G 空口的基础技术。图 1-3 5G 的三大应用场景图 1-4 5G 新波形 F-OFDM 的时频资源分配方式数字技术赋能智慧医院建设白皮书06数字技术概述|012.新信道编码技术(极化码 Polar Code)信道编码的目标是以尽可能小的开销确保信息的可靠传送。香农第二定理指出，只要信息传输速率小于信道容量，就存在一类编码，使信息传输的错误概率可以任意小，而狭义的香农极限就是指通过编码达到无误码传输时所需要的最小信噪比，但在现实中，实现无误码传输的代价太高，在可以承受一定误码率的条件下，所需要的最小信噪比就是广义的香农极限。2007 年，土耳其比尔肯大学教授 Erdal Arikan 首次提出了信道极化的概念，所谓信道极化，顾名思义就是信道出现了两极分化，是指针对一组独立的二进制对称输入离散无记忆信道，可以采用特定的编码方法，使各个子信道呈现出不同特征，当码长持续增加时，一部分信道将趋向于完美信道（零误码），而另一部分信道则趋向于纯噪声信道。基于该理论，他给出了人类已知的第一种能够被严格证明达到香农极限的信道编码方法，并命名为极化码（Polar Code）。Polar 码相比 4G 采用的 Turbo 码，具备更高的编码效率、更高的可靠性、以及更低的编译码复杂度，可以更好的应用于如无人驾驶等高可靠业务，以及大连接、低功耗的物联网业务。3.大规模天线技术 Massive MIMO(Massive Multiple-Input Multiple-Output)MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）技术是一种可以在不增加无线频谱的前提下提高无线接入链路的频谱效率、提高链路可靠性并增大系统容量的技术，通常要在信号发射端与接收端部署多副天线。基站的多幅天线可以采用相同的时间以及频率资源来同时为多个移动通信终端用户提供接入服务，通过对空间的复用，显著地提升系统容量。在 4G 移动通信标准中就引入了 MIMO 技术，但是由于天线尺寸的限制，4G 的下行和上行的接收天线数量都被限制为最多 8 个。5G 将 MIMO 的天线数量扩增为 16/32/64/128 天线，所示被称为“大规模”MIMO（Massive MIMO）。5G 在相同的时间及频率资源内可以提供比 4G 多得多的接入终端用户数，从而获得更高的小区容量。相关试验结果表明，5G 采用 Massive MIMO 技术后，无线频谱效率相比 4G 可以提高 510 倍。4.5G 切片技术5G 时代是一个万物互联的时代，不同的服务对于网络的要求将是多样化的，例如基于 AR/VR 的娱乐信息服务要求连接宽带达到 100Mbps 以上；而智能电网、智能秒表需要大量的连接和频繁小数据包的传输；自动驾驶和工业控制要求毫秒级延迟和趋于 100%的可靠性。上述多种类型服务表明 5G 网络能力需要更加灵活，以支撑不同的业务需求。5G切片技术就是为满足上述要求而出现的。5G 切片技术可以将一个物理网络切分为多个逻辑网络从而实现一网多用的功能。利用 5G 切片，运营商可以在一个物理网络上构建多个专用的、虚拟的、相互隔离、按需定制的逻辑网络，从而满足不同行业客户对网络能力的不同需求，如带宽、时延和连接数等。切片技术是 5G 区别于 4G 网络的一个关键能力。通过 5G 切片，可以共享已有网络资源，降低网络使用成本，快速推出定制化的网络服务，从而端到端地保障特定业务的网络性能，助力 5G 技术服务于行业数字化转型。数字技术赋能智慧医院建设白皮书0701|数字技术概述1.3.3 5G 技术应用场景5G具有的“高带宽、低时延、大连接”的特性，为其开启物联时代赋能各行业数字化转型奠定了基础。在智慧医疗方面，5G 的高带宽、低时延特性，可以将手术现场视频清晰、实时、全景的送达远端专家，辅助专家在远程进行手术操作。此外，在远程超声诊断、远程会诊、远程急救、智慧导诊、移动医护等场景，5G 也大有用武之地。远程超声：与计算机断层扫描(CT)、磁共振(MRI)等技术相比，超声的检查方式很大程度上依赖于医生的扫描手法，而基层医院普遍缺乏有经验的超声诊断医生。5G 通信技术具有的高速率、低时延的特点，可以在基层医院和中心医院之间实现超声影像的实时传输和共享，中心医院医生可通过 5G 网络与基层医院医生互动，指导基层医院医生对患者进行超声的诊断，从而提升诊断的准确性。远程会诊：5G 网络高速率的特性，能够支持 4K/8K 的远程高清会诊和医学影像数据的高速传输与共享，让专家能随时随地开展会诊，提升诊断准确率和指导效率，促进优质医疗资源下沉。远程急救：借助 5G 音视频双向传输系统，可方便实现院内医师对一线急救医师/护士的远程实时指导，提升危急重症的现场处置能力，提升患者救治的效率和成功率。智慧导诊：医院通过部署 5G 智慧导诊机器人，利用 5G 边缘计算能力，提供基于自然语义分析的人工智能导诊服务，可以提高医院的服务效率，改善服务环境，减轻大厅导诊台护士的工作量，减少医患矛盾，提高导诊效率。移动医护：移动医护将医生和护士的诊疗护理服务延伸至患者床边。在日常查房护理的基础上，医护人员通过5G 网络可以实现影像数据和体征数据的移动化采集和高速传输，实现移动高清会诊，提高查房和护理服务的质量和效率。云计算1.41.4.1 云计算技术的产生云计算技术的发展历程可以追溯到 1983 年，当时太阳电脑（Sun Microsystems）提出了“网络即电脑”（The Network is the Computer）的概念；2006 年亚马逊（Amazon）推出了弹性计算云（EC2）服务，这是第一个真正意义上的云计算服务。同年，Google 首席执行官埃里克 施密特在搜索引擎大会上首次提出了“云计算”的概念，在此之后，云计算技术得到了快速发展和广泛应用，成为当今社会的关键技术之一。云计算技术能够将计算和存储资源集中起来，通过网络提供给用户，满足了用户的需求。简单来说，云计算就是以租用 IT 服务代替购买，使用云计算，企业无需耗费巨额资金购买数据库和软硬件，就可以通过互联网或云获得计算能力，并按实际使用情况付费。1.4.2 云计算关键技术云计算是多种技术的综合运用，其关键技术有如下几类：虚拟化技术：虚拟化技术是云计算技术的核心之一，它能够将物理硬件资源虚拟化为多个虚拟资源，从而实现资源的共享和灵活分配。虚拟化技术的应用降低了云计算技术的成本，提高了其可靠性和灵活性。数字技术赋能智慧医院建设白皮书08数字技术概述|01 分布式计算：分布式计算是云计算技术的重要基础，它能够将计算任务分配到多个计算机上并行处理，从而大幅提高计算效率。云端计算：云端计算能够将应用程序和数据存储在远程服务器上，从而使得用户可以通过任何设备随时随地访问这些服务。多租户：多租户技术使大量用户能够共享同一堆栈的软硬件资源。1.4.3 云计算应用场景云计算是物联网、大数据、人工智能等新技术的关键底座，为各行各业的模式及业务创新奠定基础。云计算已经在企业和生活的方方面面得到应用，目前常见的云计算的应用有存储云、医疗云、金融云、教育云等。其中云计算在医疗行业中的主要应用如下。电子病历：云计算技术的应用，使得医疗机构能够将病历电子化并存储在云平台上。患者就诊的各个环节，包括挂号、诊断、治疗等，都可以在云平台上实时记录和更新。医生、护士以及其他医疗人员都可以通过云平台随时查阅患者的病历信息。医学影像存储与共享：通过云计算技术可以将医学影像数据存储在云平台上，实现大规模的数据存储和管理。同时，通过云平台，医生可以方便地在不同的医疗机构之间共享影像数据。远程医疗平台：基于云计算技术的远程医疗平台通过视频会诊、在线问诊、远程手术等形式提供医疗服务，为不同地区的患者提供同等质量的医疗服务。电子健康记录（EHR）：医疗机构可以利用云计算技术将患者的电子健康记录进行存储和管理。除此之外，云计算技术还被应用于医嘱录入、患者账单管理等应用。大数据1.51.5.1 大数据技术的产生“大数据”概念最早在维克托 迈尔 舍恩伯格和肯尼斯 库克耶编写的大数据时代中提出，随着数据采集、处理技术的大幅提高，人类可以处理的数据量已大大增加，不再需要使用随机采样、样本分析的路径，而是使用所有或尽可能多的数据进行分析。“大数据”目前没有统一的定义。麦肯锡全球研究所给出的定义是：一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。数字技术赋能智慧医院建设白皮书0901|数字技术概述1.5.2 大数据关键技术1.分布式存储技术传统存储采用集中式的架构，横向扩展能力较差，面对大数据、人工智能(AI)等高工作负载时容易出现性能瓶颈。分布式存储基于分布式架构，通过网络连接多个存储节点，将分散在多台独立设备上的磁盘空间组成一个统一的存储池，对外提供存储服务。分布式存储能够通过增加节点横向扩展容量，实现分批次按需投入，并能达到 EB 级以上的存储空间。同时，横向扩展能力可以提升分布式存储的性能，提供千万级以上的 IOPS(Input/Output Operations Per Second,每秒输入/输出操作数)及百 GB/s 以上数据带宽。通过节点间的数据冗余，分布式存储还能有效保障数据的可靠性。2.分布式计算框架分布式计算框架是一种用于分布式计算的软件架构，它可以将计算任务分解成多个子任务，并将这些子任务分配给多个计算节点进行并行计算，从而提高计算效率和处理能力。常见的分布式计算框架包括 MapReduce、Spark、Tez 等。3.分布式数据库分布式数据库是指将数据分散存储在多个物理节点上，通过网络连接进行协同工作，实现数据的共享和管理。与传统的集中式数据库不同，分布式数据库具有更高的可扩展性、更好的容错性和更高的性能。4.数据挖掘技术数据挖掘技术包括数据预处理、数据挖掘算法、模型评估和应用等方面。其中，数据预处理是指对原始数据进行清洗、集成、转换和规约等处理，以便于后续的挖掘分析。数据挖掘算法包括分类、聚类、关联规则挖掘、异常检测等多种方法，可以根据不同的需求选择合适的算法进行分析。模型评估是指对挖掘结果进行评估和验证，以保证结果的可靠性和有效性。1.5.3 大数据技术应用场景大数据发展至今已有非常广泛的应用场景和价值，能够为各行各业的企业和组织提供决策支持、风险管理、效率提升和业务创新等方面的帮助。大数据技术在医疗行业中的应用场景如下：电子病历：大数据技术可以用于电子病历的记录、存储、查询和管理，提高医疗效率和准确性。健康管理：大数据技术可以对个人健康数据进行挖掘和分析，预测疾病风险，提供个性化的健康管理方案。医疗影像分析：大数据技术可以辅助医生对医学影像进行分析和诊断，提高诊断准确性和效率。医疗资源管理：大数据技术可以用于医疗资源的管理和优化，提高医疗资源的利用效率。健康实时监测：大数据技术可以实时监测患者的健康状况，及时发现病情变化，为医生提供更加准确的诊断依据。医院数字化运营管理：通过大数据技术，以可视化方式展示医院整体收入、病人数、用药情况、医疗质量、收益等指标，医院管理层可以随时随地查看相应信息，查看医院经营状况，以数据辅助决策。数字技术赋能智慧医院建设白皮书10数字技术概述|011.6.1 人工智能技术的产生1956 年，美国达特茅斯学院的计算机科学家约翰 麦卡锡（John McCarthy）、数学家克劳德 香农（Claude Shannon）、神经生理学家沃伦 麦卡洛克（Warren McCulloch）和心理学家沃尔特 皮茨（Walter Pitts）等一批科学家，共同提出了“人工智能”的概念，并举行了为期两个月的研讨会，这是人工智能这门新学科正式诞生的标志。最早的人工智能研究主要集中在推理、学习和语言理解等方面。随着计算机技术的不断发展，人工智能的研究也逐渐深入，涉及到了机器视觉、自然语言处理、机器学习等多个领域。如今，人工智能已经成为一门涉及多个学科的新兴边缘学科，并在各个领域得到广泛应用和发展。1.6.2 人工智能关键技术1.机器学习机器学习是人工智能技术的一个分支，它通过让计算机自动学习数据模式和规律，从而实现对未知数据的预测和决策。机器学习的核心是算法，通过不断地优化算法，让计算机能够更好地理解和处理数据，从而实现更准确的预测和决策。机器学习在很多领域都有广泛的应用，比如自然语言处理、图像识别、智能推荐等。2.知识图谱知识图谱是一种用于描述实体、概念和它们之间关系的图形化知识表示方式。它是一种结构化的知识库，可以用于存储和管理大量的知识和信息。知识图谱通常由三个部分组成：实体、属性和关系。实体是指现实世界中的事物，如人、地点、组织等；属性是指实体的特征或属性，如人的年龄、地点的经纬度等；关系是指实体之间的联系，如人与人之间的亲属关系、地点与地点之间的距离等。知识图谱可以用于各种应用领域，如搜索引擎、智能客服、自然语言处理等。3.自然语言处理自然语言处理（Natural Language Processing，简称 NLP）是一种人工智能技术，旨在使计算机能够理解、处理、生成自然语言。NLP 技术包括文本分析、语音识别、语义理解、机器翻译、情感分析等。这些技术可以应用于自然语言对话系统、智能客服、智能翻译、智能写作、信息提取、文本分类等领域。NLP 技术的发展，使得计算机能够更好地理解和应用人类语言，为人机交互提供了更加便捷和高效的方式。4.计算机视觉机器视觉是一种人工智能技术，它使用计算机视觉算法和模型来模拟人类视觉系统，从而实现对图像和视频的理解和分析。机器视觉可以用于许多应用领域，如自动驾驶、安防监控、医疗影像分析、工业质检等。它可以识别和分类图像中的对象、检测和跟踪运动物体、测量物体的尺寸和形状、分析图像中的纹理和颜色等。人工智能1.6数字技术赋能智慧医院建设白皮书1101|数字技术概述1.6.3 人工智能应用场景人工智能可以自动化处理大量重复性任务，提高工作效率。在一些需要高精度的领域，人工智能可以辅助人类进行决策，从而提高效率和准确性。人工智能技术在医疗行业中主要应用于如下几个方面：辅助诊断：通过人工智能对医学影像、病历等医学数据进行自动分析、处理和解释，辅助医生进行疾病诊断和制定治疗方案，可以提高医生的诊断准确率，同时也可以加快医生的工作效率。精准医疗：人工智能通过分析患者的基因数据和医疗数据，可以实现对不同患者的精准医疗，这种个性化的医疗方式，不仅可以提高治疗的效果，还可以降低治疗的副作用。图像识别：人工智能通过图像识别技术来对超声、CT、MRI 等医学影像进行深度分析，实现病灶识别与标注、靶区自动勾画、影像三维重建、生理信息定量计算等功能，为医生诊断和治疗规划提供辅助和参考的诊断方法，从而辅助医生实现对患者病情的判断和诊断。医学知识库：人工智能通过对这些医学知识的学习和分析，来提供医疗领域的知识服务，帮助医生更好地理解疾病的特征、病因和治疗方案等信息。医疗决策支持系统：通过人工智能来提供医疗决策的支持，医生可以通过输入患者的数据和病情信息，来获取人工智能提供的治疗方案和建议，这种决策支持系统可以提高医生的决策质量和效率，减少因人为因素带来的误诊率和漏诊率。区块链1.71.7.1 区块链技术的产生区块链起源于比特币，2008 年 11 月 1 日，一位署名为中本聪的人发表了比特币：一种点对点的电子现金系统，阐述了基于 P2P 网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念。2009 年，序号为 0 的区块 创世区块诞生，时隔不久，序号为 1 的第二个区块诞生，并与创世区块相连，世界首条区块链面世。1.7.2 区块链关键技术区块链并不是一种全新的技术，而是一系列技术的综合，是在现有加密技术上，利用分布式账本和共识机制保障数据在流转中不被篡改。区块链主要包含如下技术：1.分布式存储分布式存储是一种数据存储技术，它可以跨多个物理服务器传播文件、块存储或者对象存储，以实现高可用性、数据备份和灾难恢复目的。分布式存储不再依赖于少数的服务器，可以保证数据存储的效率、可靠性以及安全性，有效防止系统单点崩溃。数字技术赋能智慧医院建设白皮书12数字技术概述|012.加密算法安全性是实现区块链系统功能的基础，而加密算法是信息安全的基石。在区块链技术中主要应用的加密算法包括哈希运算（Hash Algorithm）和数字签名。1）哈希运算（Hash Algorithm）哈希算法也称为散列算法、杂凑算法或数字指纹，其能够把任意类型的数据通过一定的计算，生成一个固定长度的字符串，输出的字符串由数字和字母组成，即该数字区块链的哈希值，类似于人的“指纹”。哈希运算具有正向运算快速，而逆向运算困难、抗碰撞性强（即不同数据无法产生相同的哈希值）的特征。哈希算法是区块链技术体系的重要组成部分，区块链的不可更改性即来自区块的哈希值。2）数字签名数字签名是通过一定的算法来达到传统物理签名的效果，类似日常生活中的手写签名，具有唯一性。区块链中的数字签名采用非对称加密算法，即每个节点需要一对公钥和私钥对，公钥是向所有人公开的，用以校验身份的合法性；而私钥则是保密的，只有本人可以使用，且无法通过公钥推算获得。当节点发送交易信息时，交易方先用公钥对交易内容签名，并附在交易中。网络中其他节点收到交易信息后，先验证交易签名，确认交易发送方的合法性，通过验证后才出发后续流程。区块链利用数字签名来控制权限，判别交易双方身份的合法性，放置身份冒充、欺诈等行为。3.共识机制共识机制（Consensus Mechanism）是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认。对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。共识机制可以解决分布式系统中的信任问题，确保各节点之间的数据一致性和安全性。4.智能合约智能合约的概念最开始是在 1994 年，由知名密码学家尼克 萨博(Nick Szabo)提出的，他描绘智能合约是“以数字形式指定的一系列承诺，包括各方履行这些承诺的协议”。但是由于技术的原因以及陌生人之间的信任难以建立的问题，智能合约的想法一直未取得进展。随着区块链的出现，人们发现区块链的很多特点，比如去中心化、数据的不可篡改等，可以从技术的角度决陌生人之间的信任问题，这才使智能合约大规模的应用成为可能。1.7.3 区块链应用场景区块链从 2008 年发展至今，已成为围绕数据可信流转的关键技术之一。区块链已经在政务、医疗、金融、工业、数字资产这 5 个领域开始得到应用，其中在医疗场景的应用如下：病历管理：利用区块链技术，可以实现电子病历的共享和匿名访问，使得患者可以自由地获取和共享自己的医疗记录，通过医疗数据的分布式存储，使得电子病历数据可以被多个医疗机构共享，同时也可以避免医疗数据的篡改或删除。隐私保护：区块链的加密和去中心化是用户隐私保护的一道屏障。区块链技术可以加密医疗记录，只有授权者才能访问，从而保护患者的隐私。药品溯源：区块链技术可以确保药品从生产开始，在供应链的各个环节，逐步建立符合区块链追溯的标准。区块链技术可以为药品溯源系统提供数据支持，记录每盒药品的流通过程，将药品生产和药品流通过程的数据录入区块链系统，与上下游企业建立节点，保证医疗数据的安全和透明。数字技术赋能智慧医院建设白皮书1302|智慧医院建设发展现状智慧医院发展概述2.1智慧医院是利用物联网、5G、云计算、大数据和人工智能等新一代数字技术，建设医疗信息完整共享、跨部门服务、以患者为中心的医疗信息管理和服务体系，实现医疗信息互联、共享协作、临床创新、科学诊断等功能的医院。智慧医院的目标是提高医院运营水平，优化诊前、诊中、诊后医疗服务环节的体验，实现医疗资源的合理配置。智慧医院的范围主要包括三大领域：面向医务人员的智慧医疗，以电子病历为核心的信息化建设，实现各类数据的集成和互通，支持临床决策和科研创新。面向患者的智慧服务，通过移动应用、自助终端、远程医疗等方式，为患者提供便捷、高效、个性化的就医体验。面向管理者的智慧管理，通过大数据分析、智能决策、自动化流程等手段，实现医院内部各项资源和业务的精细化管理。02智慧医院建设发展现状数字技术赋能智慧医院建设白皮书14智慧医院建设发展现状|02智慧医院建设的驱动力2.2政策驱动国家和地方政府出台了一系列政策文件，鼓励和指导智慧医院的发展，如关于推动公立医院高质量发展的意见、国家卫生健康委办公厅关于印发医院智慧服务分级评估标准体系（试行）的通知、国务院办公厅关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见等。这些政策为智慧医院建设提供了明确的目标、方向和支持，也为智慧医院的评价和考核提供了标准和依据。业务需求驱动人民群众对美好生活的向往，对医疗服务的需求不断增长，而医疗资源的供给却存在不均衡不充分的问题。智慧医院通过利用信息技术，实现数据采集、整合、分析和应用，能够提高医疗服务的效率、质量和便捷性，满足患者和医务人员的多样化需求。同时，智慧医院也能够优化医疗资源的配置，降低医疗成本，提升医院管理水平，促进公立医院改革和高质量发展。智慧医院的建设不是一蹴而就的，而是一个渐进的过程。目前，我国智慧医院建设可分为两个阶段。第一阶段基于信息化、互联网化、物联网化的建设，主要实现数据采集和流程优化。第二阶段是基于云计算、大数据、人工智能等技术的应用，主要实现数据挖掘和智能化服务。未来，随着技术的发展和需求的变化，智慧医院还将不断创新和升级。国内外智慧医院建设现状及优秀实践2.32.3.1 国内智慧医院建设现状国内智慧医院建设已经取得了一定的进展，许多医院已经引入了信息化技术，包括电子病历、远程医疗、智能诊断、医疗物联网等，一些大型综合性医院建立了数字化的医疗服务平台，提供在线挂号、预约检查等，提高了医疗服务的效率和质量，一些医院还建立了智慧医院管理平台，实现了信息共享和数据分析。同时我们也看到，智慧医院建设的进程不均衡，一线城市和发达地区的医院普遍较为先进，而一些偏远地区的医院仍然面临技术和资金的限制，这些医疗机构在智慧化转型中存在一定的困难，需要更多的支持和帮助。其次，数据安全和隐私保护是智慧医院建设中的重要问题，医院需要加强信息安全措施，保护患者的个人信息不被泄露，这些问题得到有效的解决，才能确保智慧医院建设的可持续性和安全性。同时，智慧医院的建设也需要不断推进医疗信息化技术的创新，如人工智能、大数据、物联网等技术在临床和科研上的应用，可以更进一步提升医疗服务的精准度和效率，推动智慧医院建设发展。在数据共享上，不同系统之间的数据互通存在困难，导致信息共享不畅。此外，智慧医院的推广和应用还需要解决一些法律、政策和标准化等问题。总的来说，我国智慧医院的建设正在逐步推进，并在一些地区取得了明显的成果，但仍存在一些问题和挑战需要解决和面对，未来仍需要加强智慧医院的建设，提升医疗服务水平，为广大患者提供更好的医疗保障。数字技术赋能智慧医院建设白皮书1502|智慧医院建设发展现状2.3.2 国内智慧医院建设优秀实践1.北京协和医院智慧医院建设实践自 2014 年开始，北京协和医院逐步引入智慧医疗系统，从 2015 年开始建设，逐步完善各项智能化设备和系统，并进行了多项科研项目。协和医院通过引入信息技术，建立了电子病历系统、医疗影像平台、远程会诊平台、智能导诊系统等，并搭建了智能化的医疗设备和远程监护系统，实现了医疗信息的共享和管理，减少了病历纸质化的使用，提高了医疗服务的效率和质量，减少了医疗差错，加强了医患沟通，提升了患者满意度。2.上海交通大学医学院附属瑞金医院智慧医院建设实践瑞金医院智慧医院建设是一个渐进的过程，从 2017 年信息化基础设施建设开始，逐步引入各种智能化设备和系统，在建设过程中，医院注重与科研机构、高校和企业的合作，充分利用外部资源和技术支持，开展相关研究项目，不断完善和优化。瑞金医院一方面通过建设高速网络、数据中心和云计算平台，实现了医疗信息的集中管理和共享、智能诊疗辅助等功能。另一方面引入了人工智能和大数据技术，建立了智慧诊室、智慧手术室等，实现了患者健康监测、智能导诊等功能。同时引入电子病历系统，实现了病历的电子化记录、存储和查询，提高了医疗数据的准确性和可靠性。医院还引进了智能手术机器人、远程医疗设备等，提升了医疗技术水平和手术效果。瑞金医院智慧医院的建设提高了医疗服务的质量和效率，降低了医疗事故的发生率，提升了医生的诊疗水平。3.中山大学附属第一医院智慧医院建设实践中山大学附属第一医院的智慧医院建设从 2016 年开始，逐步完善智能化设备和系统，并与其他医院进行经验交流和合作。医院借助云计算和物联网技术，构建了智慧医院信息平台，实现了病历电子化、远程会诊等功能，提高了医院的医疗质量和安全性，加强了医患沟通和协作，减少了患者等待时间。这些智慧医院的建设不仅仅是一个技术革新，更是医疗服务模式的改变。它们通过引入信息技术、人工智能等先进技术，优化了医疗资源的分配和利用，提高了医疗服务的质量和效率。这些智慧医院的成功经验对其他医院的影响主要体现在以下几个方面：技术引领：智慧医院的建设使得其他医院意识到信息技术在医疗领域的重要性，激发了其他医院引入智慧医院建设的积极性。服务改善：智慧医院的建设优化了医患沟通和医疗流程，提高了患者就诊体验，促进了其他医院对患者需求和医疗服务品质的关注。数据驱动：智慧医院的建设通过数据的收集和分析，为医院决策提供了科学依据，推动了其他医院加强数据管理和应用。合作共享：智慧医院的建设鼓励了医院之间的合作与交流，促进了医疗资源的共享与互通，推动了整个医疗行业的协同发展。2.3.3 国外智慧医院建设现状国外智