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淺談醫療照護系統共通架構

時間:2014-02-21 14:01來源:資策會智慧網通系統研究 作者:歐陽彥 點擊:

摘要:建立療照護系統共通架構可提供輕易連結生理監測裝置之環境,以及普及標準化之醫療服務,可提升整體醫療品質。

 

近年來由於生育率的一路下滑,加上晚婚又漸漸成趨勢,老年化的社會已無聲無息的到來,醫療照護與服務便日益受到重視。早期各醫療院所資訊系統(Hospital Information System, HIS)皆是以提供醫療流程與行政操作為主,使用對象都是院所工作人員。但近年來由於雲端應用的發展與成熟,醫療院所資訊系統也已逐步擴展至對民眾提供醫療創新與疾病相關服務,亦即是慢慢發展至網路醫療程序服務、線上問診、行動醫療及遠距照護等範疇。當這些新生的醫療照護服務逐漸形成需求後,醫療照護平台的相容性及資料訊息之共通能力便更相形重要了。本文將以裝置之架構面來探討如何建構一個銜接核心醫療照護設備及創新應用系統之醫療照護共通環境。

 

就以往的醫療產業系統看來,不管是底層之生理檢測裝置,或者上層的醫療管理系統,都可發現其高封閉和高門檻的特性。當仔細探討其系統商轉模式後,可以發現這些以往在全球醫療器材市場上耕耘已久,頗有優勢的廠商,大都是除以醫療器材、設備的技術領先之外,同時也一併開發相關應用之醫療資訊系統,而這些系統都具一定的封閉性。所以品牌大廠如GESiemensPhilips,都一直持續佔有領先優勢。日本市場結構亦屬寡占性市場,其大廠FujitsuPanasonicToshiba也是有類似情況發生。然觀察我國政府機關對醫療系統的政策及推廣,行政院衛生署自99實施「加速醫療院所實施電子病歷系統計畫,於101年結束,達成全國合計近3,000家醫療所實施電子病歷,整體覆蓋率相當高。自102年起開始推動為期3年之「電子病歷互通應用補助計畫」,預期計畫結束後大多數醫療院所便可以相互交換電子病歷,提升醫療品質。可見政府也預期讓醫療資訊採開放規格,能獲取訊息交換之好處。此舉同時也引領相關軟體業者願意提供更多元的加值服務,而政府也想借此來提升整體醫療品質。但能達到這個理想環境的前提是裝置業者能遵循裝置界接標準,系統業者能依循資料交換標準。嚴格來說,想要統一裝置連結機制、機能操控模式及訊息無縫交換,必須建立推廣醫療照護系統的標準及共通架構來實現。但現實的環境卻還無法完全實現,其原因不是技術不足,而主要因素是來自產業環境面的許多無法解決的共識問題

 

所謂醫療照護系統共通架構,以機能面來看是希望架構一個可以讓一般具通信能力之生理監測裝置能輕易連結至控制平台/裝置,藉由控制平台/裝置與遠端系統連接,提供及接收標準化之服務。而遠端系統除彙整資訊外,並可進行資料分析、判斷,並提供提醒建議及直接操控等之服務。圖1為此應用概念之示意圖。其中Digital Home內之裝置;Cell PhonePersonal Health System等等;即為控制平台/裝置,而Family Care GiversPersonal Health Record等即是藉由Internet所連結的遠端系統。為實現這樣的應用情境,Continua Health Alliance定義,生理監測裝置與平台間以BluetoothUSB為連結介面,而通訊協定須遵循ISO/IEEE 11073所制定之醫療裝置通訊規格連結。收集到的生理訊息可藉由IP網路透過Internet,利用HL7標準(Health Level Seven Standard)所訂立之健康照護通訊規格傳送到遠端系統(即醫療照護單位的資訊系統)。而如果裝置或平台允許,醫療照護單位亦可藉由系統以反相模式來操控生理監測裝置進行照護行為。由Continua Health Alliance的情境說明可知,一般來說,只要在每個環節上都依循國際/聯盟組織標準,要實現這樣的應用概念並不困難。但實際上由於裝置大廠大都自行定義資料傳輸規格,且無意願公開。加上醫療院所或健康照護機構就保密隱私或業務考量,通常無意願交換病患資料。所以整體概念的推廣及運行,都還有許多困難急待克服。

 


1:醫療照護系統共同平台應用示意圖        資料來源: Continua Health Alliance

 

就醫療照護系統共通架構的組成原件來探討,可分為兩大部分,一為藉由PAN(Personal Area Network)網路所連結的生理監測裝置及控制/應用平台,我們可以稱為測量監控架構;另一為由LAN/WAN(Local Area Network/Wide Area Network)所連結的控制/應用平台及遠端的系統,可以稱為服務運行架構。以下將就這兩部分架構分別探討之。

 

就測量監控架構這一部分來看,其元件包括生理監測裝置及控制/應用平台,這兩類元件藉由RS232USB BluetoothRFZigBeeNFCWiFi等方式來進行通訊,處理量測資訊傳遞或者裝置運作操控。生理監測裝置即是指一般的血壓計、血糖機、體重計、溫度計等等。目前這些裝置因價格合理化,都已漸漸普及到一般家庭中,但幾乎都不具通信能力,除了部分較高檔的產品才會設計資料通訊連結埠。但由於醫療照護系統的應用都必須具有通信能力,目前越來越多的廠商都開始投入將通信機能加入其產品中。由於這些裝置通常只具有特定功能,並無需有複雜的使用者介面及裝置系統變更,所以無需具備操作系統(Operation System),通常以微控制器裝置模式設計,並引入通訊軟體堆疊(Software Stack)即可達成。而控制/應用平台才是測量監控架構的核心,平台裝置可包括從醫院設備到個人的隨身電子產品,例如自動化醫院的臨床行動輔助機、醫療影像顯示器、病床資訊娛樂平台、醫療行動推車,以及個人手機、電腦、平板等等。這些裝置除了須能與生理監測裝置連結外,亦須能提供相關的基本應用,例如顯示或分析以往量測資料、診斷輸入、視訊通訊、緊急呼救、用藥通知、儀器設備監控等等。由於這些機能都頗複雜度,所以裝置必須具備有操作系統及應用程式來達成,而其軟體堆疊必需涵蓋整體應用面模組,並進行最佳化。

 

2為一種控制/應用平台軟體堆疊的參考架構。整體架構計分四層,操作系統核心層(OS)、中介軟體層(Middleware)、框架/服務層(Framework/Service)及應用層(Application)。一般用於這些裝置的操作系統包括Windows(CE7 etc.)Linux(UbuntuMeeGoAndroid etc.)等,當然也包括嵌入式操作系統。而中介軟體層除了運行系統及應用程式的基礎模功能組外,必須加入能銜接裝置的各類模組。而其訊息交換之規格需採用標準化規格,如圖中裝置連結模組(Device Connection Modules)ISO/IEEE11073通訊協定。其實這個參架構也提供了非ISO/IEEE11073裝置的連結方法,透過轉換模組(Translator Modules),可以將非標準協定之裝置模擬成ISO/IEEE11073裝置連結至系統。該參考架構的中介軟體層也含納了一個瀏覽器引擎(Browser Engine),用來當裝置之人機介面操作及顯示的核心引擎。往上一層為框架/服務層,這一層包含兩類元件,應用框架(Application Framework)Web服務(Web Services)。應用框架包含了就整體環境應用所需要的通用框架元件,建置這些元件可大幅減少應用程式的開發時間,舉例來說,應用框架裡已先建立一個血壓計的框架,框架裡包含量測裝置連結量測結果顯示量測啟動等機能及顯示樣式。如果欲開發一個應用程式,只需要加入這個框架,然後利用框架的量測裝置連結機能連結實體的終端血壓計,之後便可以利用量測啟動機能來操控血壓計,而測量結果可以利用量測結果顯示機能將畫面顯示在應用程式所指定的螢幕顯示位置;所以應用程式簡化了利用實體裝置提供之模組介面(Application Programming Interface)來開發程式的複雜度及在螢幕上細部繪製量測結果之繁複流程。此模式一則可以提升應用程式開發效率,再則可以讓所有應用程式採用同一模式化的使用者顯示畫面,頗具效益。Web服務為遠端醫療照護系統及所銜接之量測裝置的介面。Web服務會與遠端的醫療照護系統進行雙向溝通,提供相關量測資料及進行裝置控制等醫療照護相關服務,然所有交換的訊息都透過應用框架架構來遵循HL7的協定標準。事實上訊息交換的架構,除了Web服務外,還有SOASaaS等等。不過依據資策會MIC的調查指出,針對醫療業的採用狀況,這幾個具代表性的創新基礎架構中,約33%醫療院所採用Web服務,比例算是最多的。

 


2:控制/應用平台軟體堆疊參考架構

 

就服務運行架構這一部分來看,其元件包括除了上述的控制/應用平台外,還有遠端的資料服務系統。一般而言此遠端的資料服務系統就是指後端資料庫或伺服器系統,包括醫院的HIS、一般提供遠端醫療服務的遠端照護系統,亦含提供雲端健康服務相關業者等。這樣的資料庫或伺服器系統無須有特定的規格,採行市面上現有的產品,再由MIS(Management Information System)人員來完成資料處理及應用模組開發即可。目前廣泛使用的大都是SQL伺服器系統。我國業者其實甚早參與這領域耕耘,記得10幾年前,國內就有健康照護業者結合網路業者及醫療院所,嘗試整合建立統一化的網路醫療服務系統,包括健康園區、醫院、醫藥網、網路醫院都有業者參加。打算提出標準,嘗試改變醫療產業的生態鏈。但經過數年的努力後,成效仍然不佳,終至無疾而終。追究其原因,還是產業面的問題無法解決居多,居首位的即是整體環境產與者配合度不足。

 

就雲端服務來看,幾年前搜尋網站巨人Google展現對醫療照護這一領域之強烈興趣,在針應用環境做了一番調查後,提出了個人健康資訊入口網站的雲端服務應用構想,開發出Google Health的服務。該服務讓使用者能保留醫療紀錄及醫療信息,並可透過線上搜尋的方式查詢疾病症狀和用藥資訊。基本構想是與診療院所、藥局和醫療中心建立合作關係,獲取包括醫師、藥局、檢驗所等醫療服務提供者的診斷與建議。Google Health資料交換也遵循標準,採CCR(Continuity of Care Record)規格為患者傳送醫療歷史記錄。雖然有美好理想,而Google也已與一些美國知名的醫院或診所合作,然基層家庭醫師沒有加入,造成醫療資料無法完整紀錄下來,完整應用難以普及;且由於Google的採開放架構,針對隱私及資料安全也在很大的安全顧慮。最終Google Health服務於2012年關閉,黯然下台。但是回頭仔細思量,如果能由政府全力倡導來克服普及化問題,而由公證單位負責督導來解決隱私權問題,那這服務說不定真的會成功。其實當Google Health開始提供服務時,曾有澳洲醫師以醫學期刊的個案記錄,挑選內容中的症狀描述作為關鍵字來進行查詢,然後比對搜尋結果和期刊中的診療方式,發現準確度達58%,當時國內外媒體與新聞網站還大肆宣揚。據了解Google收錄了三十億篇醫學文章,以其演算法和運算資源來進行服務,在技術上肯定具有相當的水準。英國廣播公司(BBC)也曾說:「雖然Google不可能代替醫師,但是它可以提供很有效的幫助」。Google Health的服務停止,肯定是大眾的損失。不過值得安慰的是,提供類似服務的Microsoft HealthVaultGoogle Health服務決定停止後,便極力接收其原有使用者及應用程式開發者,希望發展出更有價值的服務。

 

醫療照護成功推動的最大效益,在於有效的簡化醫療照護過程中所須支付的各種社會成本,而成功即是讓民眾可以隨時隨地體驗,進而融入日常生活中,成為生活不可或缺的一環。欲達成這樣的目標,共通的醫療照護系統肯定是最核心的要素,但仍須倚賴整體環境中健全的資料共享,並且能快速、詳細的分析訊息來進行遠端的醫療照護行為。而整體推動仍需靠政府政策支持及積極推廣,促使醫療電子設備廠商和系統整合廠商進行異業整合,共同來發展推廣,才有可能實現。試想如果我們早上起床,在浴室盥洗的時候,鏡子內藏的體溫偵測裝置即刻判讀體溫是否正常,地板上隱藏的體重計立即了解到體重是否改變過大,帶上手錶時血壓心跳也被檢視中。而當你手機一開機後,這些剛剛量測到資料便自動送至雲端醫療照護系統,進行長期的健康資料監控分析,一旦發現異常,便經由醫療資料庫,依症狀查詢處理方法,立即透過手機來提醒並建議對應方法。這樣的生活豈不讓人嚮往?

(責任編輯:jane)
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