機(jī)器人流程自動(dòng)化技術(shù)提升醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值探析

文 | 中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院 李哲青 趙雨 俞臻 周郵

中山大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件工程與應(yīng)用研究所 余陽(yáng)

一、引言

2016年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》提出發(fā)揮科技創(chuàng)新和信息化的引領(lǐng)支撐作用，2021年，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》提出強(qiáng)化信息化支撐作用，2023年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》，提出在醫(yī)療等重點(diǎn)領(lǐng)域，加快數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。提升醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值支撐醫(yī)院實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。其過(guò)程實(shí)現(xiàn)在于如何在諸多數(shù)據(jù)應(yīng)用約束條件下發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨著諸多約束條件，從時(shí)間維度，存在對(duì)數(shù)據(jù)緊急需求的高響應(yīng)要求，如疫情期間需要在第一時(shí)間掌握關(guān)鍵醫(yī)療業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)指標(biāo)情況；從系統(tǒng)維度，存在集合和分析不同管理范圍或業(yè)務(wù)領(lǐng)域互聯(lián)互通數(shù)據(jù)的要求。此外，在醫(yī)療數(shù)字時(shí)代建立數(shù)據(jù)資產(chǎn)、最大化發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值的前提是擁有高質(zhì)量數(shù)據(jù)。而在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過(guò)程中，因?yàn)獒t(yī)療業(yè)務(wù)早期流程規(guī)范化程度不高、數(shù)據(jù)建模水平參差不齊、系統(tǒng)化建設(shè)不完善等原因，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化程度不高，歷史數(shù)據(jù)難以應(yīng)用。綜上所述，由于數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨的諸多約束和數(shù)據(jù)質(zhì)量的參差不齊，單純依靠系統(tǒng)建設(shè)無(wú)法滿足醫(yī)療數(shù)據(jù)的靈活應(yīng)用。

機(jī)器人流程自動(dòng)化技術(shù)是一種通過(guò)模擬人類與計(jì)算機(jī)的交互過(guò)程以實(shí)現(xiàn)工作流程自動(dòng)化的軟件技術(shù)，它能夠靈活采集非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因具有非侵入式建設(shè)特點(diǎn)，也能夠高效響應(yīng)數(shù)據(jù)采集及處理需求，對(duì)提升醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用水平具有較高的價(jià)值。

二、機(jī)器人流程自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)器人流程自動(dòng)化（Robotic Process Automation，RPA，以下簡(jiǎn)稱“RPA”技術(shù)），其前身是由發(fā)明家喬治·德沃爾在1954年向美國(guó)政府提出的一項(xiàng)專利申請(qǐng)，即一種用于工業(yè)生產(chǎn)的“重復(fù)性作用的機(jī)器人”。

在醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度，RPA可以基于一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，抓取并解析現(xiàn)有應(yīng)用程序來(lái)操作數(shù)據(jù)、觸發(fā)響應(yīng)、并與其它信息系統(tǒng)進(jìn)行交互；基礎(chǔ)功能包括對(duì)非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，例如網(wǎng)頁(yè)、郵件和word版存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；對(duì)電子病歷非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)則性判斷、實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)和對(duì)外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)下載、搬運(yùn)、匯總和比對(duì)等；從技術(shù)特點(diǎn)看，RPA擅長(zhǎng)通過(guò)非侵入方式，與各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)與非系統(tǒng)化存儲(chǔ)或不支持系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)接方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集。

本文接下來(lái)的部分將介紹當(dāng)前RPA技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用情況，總結(jié)RPA技術(shù)及項(xiàng)目實(shí)施特點(diǎn)。在分析RPA技術(shù)實(shí)施可行性因素的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)可行性決策概念模型。最后結(jié)合醫(yī)療數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，對(duì)RPA技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)做簡(jiǎn)要展望。

三、應(yīng)用案例

目前，全球范圍內(nèi)，RPA在財(cái)務(wù)、審計(jì)、工業(yè)等領(lǐng)域均有成功的應(yīng)用案例。在我國(guó)，目前，RPA技術(shù)應(yīng)用也多集中在金融和財(cái)務(wù)方面。在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，目前可見(jiàn)的代表性案例多數(shù)與財(cái)務(wù)工作相關(guān)，疫情期間需求的緊急上報(bào)任務(wù)也有采用。

某三甲醫(yī)院為省屬醫(yī)療機(jī)構(gòu)，開(kāi)放床位1600余張。截止2020年，該院已建設(shè)完成涵蓋六大領(lǐng)域的近百個(gè)信息系統(tǒng)。2021年初，上線互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院。同時(shí)建立集成平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心以及一體化醫(yī)護(hù)工作站，該院已進(jìn)入以電子病歷為核心的系統(tǒng)間互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享的信息化建設(shè)階段。自2020年以來(lái)，該醫(yī)院陸續(xù)開(kāi)展了疫情數(shù)據(jù)上報(bào)、省衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)信息數(shù)據(jù)上報(bào)、每日運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)上報(bào)、表單制作、報(bào)表二次加工等工作流程自動(dòng)化改造，取得了良好的應(yīng)用效果。

（一）疫情數(shù)據(jù)上報(bào)

自2020年1月起，該院陸續(xù)接到各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理部門下達(dá)的若干項(xiàng)涉疫情業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)任務(wù)，上報(bào)周期類型包括日?qǐng)?bào)、周報(bào)和月報(bào)；媒介包括微信小程序和網(wǎng)頁(yè)；類型包括具體數(shù)值、Excel文檔和zip文件包；內(nèi)容包括醫(yī)院業(yè)務(wù)基本指標(biāo)和涉發(fā)熱門診所有就診患者的基本信息、癥狀信息、診斷信息、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)信息、輔助檢查信息、處方信息和費(fèi)用信息。最終，該醫(yī)院數(shù)據(jù)管理部門成立RPA項(xiàng)目組，部署RPA技術(shù)應(yīng)對(duì)此類上報(bào)工作。RPA部署前，通過(guò)人工方式，需要三位系統(tǒng)管理員，一周七天不間斷每日各花費(fèi)3至5分鐘，登陸三個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，按照日期更新數(shù)據(jù)源ETL語(yǔ)句進(jìn)行查詢并導(dǎo)出四個(gè)查詢結(jié)果文檔，按照上傳要求轉(zhuǎn)存為zip格式后，存放在共享文件夾中，最后統(tǒng)一由一位同事登陸并打開(kāi)上傳網(wǎng)頁(yè)完成文檔上傳。RPA部署后，三位系統(tǒng)管理員開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)和視圖查詢權(quán)限，由RPA機(jī)器人在每天的特定時(shí)間段完成文檔的導(dǎo)出、存儲(chǔ)及上傳，并在監(jiān)測(cè)到上傳成功后，發(fā)出信號(hào)，完成上報(bào)任務(wù)閉環(huán)。經(jīng)測(cè)算，由RPA機(jī)器人自動(dòng)上報(bào)，可以節(jié)省人工累計(jì)每天20分鐘工作時(shí)長(zhǎng)。

（二）省衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)信息直報(bào)數(shù)據(jù)上報(bào)

這項(xiàng)上報(bào)任務(wù)工作量大，份量重。涉及月度、季度和年度上報(bào)，涵蓋門診、住院、醫(yī)技三大業(yè)務(wù)類別；工作內(nèi)容包括37張病案系統(tǒng)報(bào)表生成、8個(gè)界面填報(bào)、14張EXCEL數(shù)據(jù)源表格整理和125項(xiàng)指標(biāo)填報(bào)及核查。該項(xiàng)工作所統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，對(duì)外報(bào)送省、市、區(qū)，對(duì)內(nèi)為院內(nèi)臨床、管理部門廣泛使用。在2020年以前，該項(xiàng)業(yè)務(wù)花費(fèi)醫(yī)政處一位同事每個(gè)月3個(gè)工作日全程處理，37個(gè)臨床病區(qū)配合打印并提交1000余頁(yè)病區(qū)動(dòng)態(tài)表日志，22個(gè)門診和平臺(tái)科室配合提交工作量，存在多項(xiàng)指標(biāo)復(fù)雜計(jì)算過(guò)程，例如跨多張報(bào)表加和多項(xiàng)指標(biāo)得出一個(gè)最終上報(bào)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2020年底，項(xiàng)目組結(jié)合流程自動(dòng)化技術(shù)選型，在項(xiàng)目前期，走訪18個(gè)科室、調(diào)研35個(gè)工作流程，確定自動(dòng)化改造范圍，將數(shù)據(jù)源明確、操作規(guī)則明確、重復(fù)性高的有效工作流程，圈定為改造對(duì)象；項(xiàng)目中期，項(xiàng)目組優(yōu)化圈定的工作流程，并基于可視化RPA軟件實(shí)現(xiàn)流程設(shè)計(jì)和運(yùn)行；項(xiàng)目后期，項(xiàng)目組進(jìn)行工作流程測(cè)試和試用，最終完成該項(xiàng)業(yè)務(wù)的流程自動(dòng)化上線。

該院在2020年陸續(xù)完成了6項(xiàng)RPA技術(shù)應(yīng)用案例。項(xiàng)目工期方面，不同于傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，RPA項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和版本迭代速度快，工期短；成本方面，RPA技術(shù)能夠提高特定業(yè)務(wù)流程處理時(shí)間，提升業(yè)務(wù)效率，且無(wú)需對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)做接口改造；質(zhì)量方面，RPA技術(shù)規(guī)范了數(shù)據(jù)處理流程，減少了人工機(jī)械化操作造成的失誤，并且?guī)椭鷺I(yè)務(wù)人員將更多精力用于業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和督導(dǎo)，優(yōu)化了人員工作結(jié)構(gòu)。

表1 案例任務(wù)優(yōu)勢(shì)匯總

通過(guò)以上案例可以看到，RPA技術(shù)可以解決一線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程中機(jī)械化操作帶來(lái)的痛點(diǎn)。將其作為醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)平臺(tái)向用戶提供服務(wù)的最后一里地的技術(shù)補(bǔ)充，以更好的靈活性快速響應(yīng)用戶需求，節(jié)省人力投入到更高附加值的工作中，提高臨床服務(wù)價(jià)值。

四、RPA項(xiàng)目可行性決策概念模型

作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)分支，RPA技術(shù)和其應(yīng)用的業(yè)務(wù)環(huán)境具有突出特點(diǎn)。傳統(tǒng)醫(yī)療IT項(xiàng)目通常是針對(duì)院內(nèi)主營(yíng)業(yè)務(wù)各相關(guān)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的工作流轉(zhuǎn)做系統(tǒng)自動(dòng)化，例如為患者開(kāi)立檢驗(yàn)項(xiàng)目流程，該流程包括掛號(hào)、開(kāi)立、結(jié)算、報(bào)到、樣本采集、結(jié)果采集、完成報(bào)告七個(gè)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)場(chǎng)景，主要角色涉及患者、醫(yī)生、檢驗(yàn)人員、收費(fèi)人員四類業(yè)務(wù)人員。RPA技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景則更多是針對(duì)一位業(yè)務(wù)人員角色的一條業(yè)務(wù)流程做流程自動(dòng)化，例如數(shù)據(jù)上報(bào)流程，該流程包括數(shù)據(jù)采集、指標(biāo)整理、核查、上報(bào)和質(zhì)控五個(gè)步驟，主要角色為一類統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)人員。前者的項(xiàng)目實(shí)施可行性分析重點(diǎn)在業(yè)務(wù)功能節(jié)點(diǎn)的可實(shí)現(xiàn)性；后者的項(xiàng)目實(shí)施可行性分析重點(diǎn)在選擇合適的自動(dòng)化改造流程并做好項(xiàng)目評(píng)價(jià)，而這一思路并不為傳統(tǒng)醫(yī)療IT工程師、項(xiàng)目經(jīng)理或醫(yī)療業(yè)務(wù)人員所熟悉和擅長(zhǎng)。但是在RPA項(xiàng)目立項(xiàng)之前進(jìn)行充分的可行性分析對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施起著至關(guān)重要的作用，決定了項(xiàng)目的成敗。項(xiàng)目組綜合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外應(yīng)用案例，結(jié)合本地項(xiàng)目實(shí)施情況，基于概念模型理論，提出了一個(gè)RPA項(xiàng)目可行性決策概念模型，用于指導(dǎo)RPA的可行性決策分析。

該模型實(shí)體包含組織目標(biāo)、項(xiàng)目目標(biāo)、組織結(jié)構(gòu)、流程特征、項(xiàng)目范圍和項(xiàng)目評(píng)價(jià)。實(shí)體定義及關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖1。

圖1 RPA項(xiàng)目可行性決策概念模型

組織目標(biāo)：是計(jì)劃實(shí)施項(xiàng)目的組織的發(fā)展及運(yùn)作目標(biāo)。它是在做RPA項(xiàng)目可行性分析決策首先考慮的中心要素，是否需要做某業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化改造、是否需要采用RPA技術(shù)以及是否能夠組織起來(lái)足夠的資源以支撐項(xiàng)目運(yùn)行和維護(hù)，是需要以組織目標(biāo)為框架進(jìn)行衡量和決策的。RPA項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和實(shí)施項(xiàng)目的組織的工作內(nèi)容及目標(biāo)的擬合程度決定了RPA項(xiàng)目是否能夠順利實(shí)施和運(yùn)維。

項(xiàng)目目標(biāo)：是RPA項(xiàng)目的實(shí)施目標(biāo)。在組織目標(biāo)的引導(dǎo)下，RPA項(xiàng)目通?？梢栽跇I(yè)務(wù)流程優(yōu)化、業(yè)務(wù)效率提升、改善業(yè)務(wù)輸出結(jié)果和優(yōu)化人員配置方面達(dá)到既定目標(biāo)。明確的項(xiàng)目目標(biāo)為項(xiàng)目的組織結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目范圍的確定提供引領(lǐng)。

組織結(jié)構(gòu)：是RPA項(xiàng)目實(shí)施的項(xiàng)目組人員結(jié)構(gòu)。不同于傳統(tǒng)IT項(xiàng)目，RPA項(xiàng)目對(duì)業(yè)務(wù)人員和后期維護(hù)人員對(duì)項(xiàng)目流程和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的參與度有更高的要求。一個(gè)RPA項(xiàng)目組需要包括的人員角色有項(xiàng)目經(jīng)理、業(yè)務(wù)管理人員、業(yè)務(wù)流程人員、開(kāi)發(fā)人員、IT人員和維護(hù)人員。一個(gè)完整的、人員能力充足的人員架構(gòu)是項(xiàng)目成功的必要條件。此外，業(yè)務(wù)管理人員對(duì)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化能力、業(yè)務(wù)流程人員的配合度和信息技術(shù)接受程度是尤其需要確定的因素。

流程特征：是RPA項(xiàng)目擬改造業(yè)務(wù)流程的特征。適合進(jìn)行RPA自動(dòng)化改造的業(yè)務(wù)流程具備五個(gè)特點(diǎn)。一是規(guī)則明確，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，不需要人工判斷和干預(yù)；二是不包含太多的流程例外；三是不一定是最耗時(shí)的流程，但是該流程的重復(fù)性強(qiáng)；四是該流程不支持系統(tǒng)對(duì)接；五是從組織目標(biāo)角度、成本角度或可行性角度分析，在可見(jiàn)時(shí)間范圍內(nèi)，該流程無(wú)相應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)計(jì)劃。

項(xiàng)目范圍：是RPA項(xiàng)目的實(shí)施范圍，包括項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)范圍、業(yè)務(wù)人員范圍和建設(shè)時(shí)間范圍。明確的項(xiàng)目范圍可以有效保證項(xiàng)目完成的質(zhì)量和時(shí)效性。對(duì)業(yè)務(wù)流程的充分理解是明確項(xiàng)目范圍的關(guān)鍵。

項(xiàng)目評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)指標(biāo)包括全職人力工時(shí)、管理者/業(yè)務(wù)人員滿意度、投資回報(bào)率和處理結(jié)果正確率。其中，投資回報(bào)率要考慮到，隨著流程自動(dòng)化數(shù)量的增加，RPA技術(shù)應(yīng)用軟件和硬件的費(fèi)用增加。

在對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行RPA技術(shù)實(shí)施可行性分析階段，需圍繞組織目標(biāo)，從項(xiàng)目目標(biāo)開(kāi)始逐一對(duì)以上要素進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在最后階段，通過(guò)項(xiàng)目評(píng)價(jià)，對(duì)項(xiàng)目目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)過(guò)程循環(huán)若干次后，決策者將會(huì)對(duì)是否采用RPA技術(shù)實(shí)施某業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化、項(xiàng)目實(shí)施所需資源有較為清晰的認(rèn)知，從而支持后續(xù)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

五、應(yīng)用趨勢(shì)展望

公認(rèn)RPA 技術(shù)的發(fā)展歷程為四個(gè)階段，為RPA1.0到RPA4.0。第一階段RPA1.0為輔助RPA階段，主要部署在個(gè)人電腦上，用于進(jìn)行業(yè)務(wù)處理以提高工作效率。此階段的 RPA 缺點(diǎn)也十分明顯，難以實(shí)現(xiàn)端到端的自動(dòng)化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用；第二階段RPA2.0為非輔助RPA階段，其包含了當(dāng)前所有流程自動(dòng)化處理的功能，能夠編排工作內(nèi)容，集中化管理機(jī)器人、分析機(jī)器人的表現(xiàn)等，缺點(diǎn)是仍然需要人工控制和管理RPA機(jī)器人；第三階段RPA3.0為自主RPA階段，其可實(shí)現(xiàn)成規(guī)模的多功能虛擬勞動(dòng)力，且具備一定的高級(jí)分析能力，并與 ERP、BPM等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，但無(wú)法處理非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；第四階段RPA4.0為認(rèn)知RPA階段，也是未來(lái) RPA 發(fā)展的方向。其運(yùn)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及自然語(yǔ)言處理等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理、分析、任務(wù)自動(dòng)化接受處理等。目前，企業(yè)中的大多數(shù)RPA應(yīng)用都集中在第二和第三階段。

結(jié)合醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，項(xiàng)目組認(rèn)為在數(shù)據(jù)上報(bào)、數(shù)據(jù)質(zhì)控、系統(tǒng)操作和數(shù)據(jù)指標(biāo)處理等應(yīng)用領(lǐng)域，針對(duì)組織對(duì)新信息技術(shù)接受程度高、目標(biāo)和規(guī)則明確、操作重復(fù)程度高的業(yè)務(wù)流程，RPA技術(shù)可以做可持續(xù)的應(yīng)用擴(kuò)展。下表列舉了潛在可應(yīng)用RPA技術(shù)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景：

表2 醫(yī)院應(yīng)用RPA技術(shù)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景示例

醫(yī)療數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的多樣化決定了數(shù)據(jù)的處理及應(yīng)用方式方法也會(huì)是多樣化的。自動(dòng)化思維一直存在于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，作為一項(xiàng)可視化流程自動(dòng)化技術(shù)，RPA技術(shù)有其獨(dú)特和可擴(kuò)展的應(yīng)用領(lǐng)域，并為醫(yī)院精細(xì)化管理、數(shù)據(jù)治理等工作提供支持，進(jìn)一步提升醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。