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云边协同新思路,让医院管理更智能、更懂你

作者:闫跃龙

电子病历系统、影像归档、通信系统等不同信息系统之间割裂严重、高质量医疗数据的有效利用,以及专业影像医生人才不足等问题,是我国医疗行业面临的挑战,需要医院从管理决策、组织架构、IT支持与运营维护等各个方面进行转型和升级。

AI+云+医疗

汇医慧影,以AI技术赋能医学影像分析,可以更清晰直观地反映出病灶的位置等量化数据,为医生提供更全面的病理图像分析和综合评判信息,而且基于云化部署,医生端、患者端、医疗机构端实现了“三端互联”,医生更易阅片,患者减少排队,医院更好管理。这是医疗辅助诊断场景在云边协同、AI等技术加持下的变革。

AccuHealth,南美首家远程医疗公司,展现出慢性病患者预防治疗的新路径:前端的患者生物计量传感器可以为患者提供诸如血压、血糖等检查项目,检查数据上传到云端汇总处理分析,医务人员可以通过中控器联系患者,远程互动解决潜在问题。该解决方案在智利实施以来,急诊室就诊人数下降了42%,保险费平均节约了35%。医疗保健场景走向很多人期望的预防为主、治疗为辅,《黄帝内经》中的“治未病”构想正在成为现实。

临沂市卫健委,采用云边协同架构为公共健康管理打造高性能的数据管理中枢,采用集中化的数据存储,不仅提升了数据存储的安全性,而且有利于数据共享和分发,提升了数据利用效率,这样将能激活数据的价值,为医疗卫生管理部门实时、高效利用数据进行决策支持、行业管理提供了完备的数据支持。

这三个例子只是医疗上云众多案例的侧面,在智慧医疗的新世界中,至少有“医院集团”云、“互联网+健康”云、远程医疗协作云、专业联盟云、医共体云、城市医联体云、“卫生管理及协同机构”云等“七朵云”,围绕资源整合、管理协同、网络协作以及互联网健康等维度为智慧医院的构建提供强有力的信息化助力。在《英特尔云边协同解决方案推动医疗行业加速数字化变革》白皮书中,就展现出医疗数字化在不同场景下带来的新体验。

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英特尔孵化的智慧区域医疗“七朵云”

以网络协作为例,通过“城市医联体”云、“医共体”云、“专科联盟”云、“远程医疗协作”云,可以构建起分级诊疗新体系,不同医院各司其职,形成协作网,大型综合医院带头、专科医院攻坚、社区医院则发挥敏捷快速的医疗保健作用。这样的协作网,也将有望解决医疗服务资源在不同地区供需不匹配的问题,实现医疗服务的“共同富裕”。

这是一个令人向往的医疗未来。

“云边协同”构筑坚实底座

这样一个美好的医疗未来,靠什么来实现?首先就要有一个坚实的IT架构作为底座。

上面提到的案例就是这样,它们的IT架构都是来自英特尔的“云边协同”架构,支撑起不同场景的医疗数字化变革。

所谓云边协同架构,即将IT架构同时部署在云端和边缘端,有时候是同时部署在云端、边缘端、终端(云边端架构)。之所以这样做,是充分发挥云、边、端不同侧的优势,实现对数据的弹性调配、优势互补和高效协同。

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典型的医疗行业云边协同架构

在笔者看来,英特尔的云边协同架构至少将带给医疗机构三方面的价值:

一是数据处理更快速的同时,兼顾安全。以医疗辅助诊断场景为例,云边协同模式可以让大量数据在医院等边缘节点就近处理,这样带来的结果是可以大幅提升医学影像检查等信息的分析处理速度,医生可以更快掌握患者信息,快速形成治疗方案,对于资源紧张的大中型医院,可以大幅提升效率。

值得注意的是,云边协同架构带来的分布计算模式,对数据传输的安全性提出了很高要求,在英特尔® SGX技术的支撑下,边缘侧的实时处理可以保障敏感数据的安全性。这是因为英特尔® SGX技术将数据隔离在“安全飞地”中加以保护,同一系统甚至同一处理器内核上运行的其他进程也无法访问其中的数据和代码。例如在电子病历场景中,英特尔® SGX技术可以有效保护患者的个人数据安全,也能够防治服务提供商使用错误的患者数据进行分析、评估,并同时保证性能不受影响。

二是医疗应用更智能。众所周知,智能医疗的核心在于数据价值的挖掘,而云边协同架构将能实现云与边协同处理数据,从而促进各类AI应用的爆发。云端进行海量数据处理、模型训练,而边缘测可以进行承载智能化、数字化医疗的不同需求。例如,爱尔眼科就部署了英特尔的云边协同架构,实现了糖尿病视网膜病变的智能筛查,医生通过前端的数字手持式眼底照相机采集人眼内部的影像数据,随后数据传送到边缘或云端的推理平台,对问题进行分类和标记,助力实现智能诊断模型的不断优化。

三是医疗服务更普惠。云边协同模式,可以充分分配资源,让边远地区、社区诊所也能实现一线大中型医院类似的诊疗能力。以医疗保健场景为例,可以将数据预处理、数据分析、病人信息同步以及AI辅助治疗等“重”能力放在云端处理,而边缘端和终端设备只需要具备数据采集等轻量级功能,这样将能让基层医疗机构用极低的成本实现较高的医疗保健水平。尤其是5G与云边协同结合在一起,甚至也能造就家庭医生、巡回医疗队这样的快速、机动的移动智能医疗的诞生。

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“病人理应指望把医生培养成为一个专心的倾听者、仔细的观察者、敏锐的交谈者和有效的临床医生,而不是仅仅满足于治疗某些疾病。” 这是1988年世界医学教育大会上通过的爱丁堡宣言中的一句话。在笔者看来,这也是医疗数字化变革的目标,即以云边协同架构,支撑起医疗的智能化,打通数据,赋能医生回归医疗的本心。

全栈化,创新化,生态化的云边协同架构

为什么如此多的医疗机构选择英特尔的云边协同架构?笔者在调研中总结出了三点:全栈化,创新化,生态化。

英特尔,是业界少有地在计算、存储、网络等领域有全系列产品的公司,而且其在基础算力、存储性能、AI加速、安全协同上有非常强的优势。以算力为例,基于Ice Lake架构的第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器,面向单路和双路配置,支持每处理器多达40个内核,而基于Cooper Lake架构的第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器则面向四路和八路配置,支持每处理器达28个内核,带来充沛算力。

而且,英特尔的架构是软硬协同,不仅有强大的硬件,更有配套的软件。例如,OpenVINO™ 工具套件,就是面向深度学习网络和机器视觉领域推出的软件,可以为“云边”两侧的各类医疗场景提供深度学习推理加速和机器视觉性能优化。在上面提到的汇医慧影案例中,就是OpenVINO™ 工具套件与英特尔® 至强® 可扩展处理器的强强联合,让方案的AI推理速度获得显著提升。

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 OpenVINO™ 工具套件为深度学习提供多平台推理、部署能力

英特尔的云边协同架构,也针对医疗场景进行了很多技术创新。在AOK的案例中,面临的挑战是电子病历的数据安全与隐私保护,之所以AOK能够化解挑战,就与英特尔® SGX技术有密切关系。该技术在内存等特定硬件环境中,创新地构造出一个可信的安全“飞地”,其独立于操作系统、虚拟机、BIOS系统之外,可以使得医疗机构的数据在隔离的硬件环境中,在不影响性能的前提下,杜绝来自硬件驱动程序、虚拟机乃至操作系统的攻击,实现更强的安全性。

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“云边协同”架构与英特尔® SGX技术共同打造高效安全的ePA电子病历系统

同样,英特尔的傲腾™ 持久内存,也通过创新内存技术的引入,助力医疗机构应对数据密集型和计算密集型工作负载所需要的大规模持久内存,更好地构建云边协同架构。在临沂卫健委的案例中,就是引入英特尔® 傲腾™ 固态盘P4800X产品作为存储系统的硬件底座,同时基于SQL Server软件定义存储解决方案,构建起云端部署的高性能集中化数据存储系统。在该案例中,英特尔® 傲腾™ 固态盘P4800X以高效的读写性能,更低的TCO,助力实现高效能、高性价比的公共健康管理系统。

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英特尔® 傲腾™ 持久内存支持分层架构

当然,英特尔云边协同架构还有一个特点,那就是生态化。例如,通过和中国医院信息网络大会(CHIMA)等行业平台合作,英特尔正在从战略高度推进和医疗健康管理部门、行业组织和各级医院共同的协作。

《“健康中国2030”规划纲要》提出了“共建共享、全民健康”的战略主题,明确了以改革创新为动力,提出优化健康服务、完善健康保障、建设健康环境、发展健康产业等战略部署,指出未来15年是推进“健康中国建设的重要战略机遇期”。“健康中国”不再是口号,而是上升到国家战略高度,要实现这一切,医疗行业的数字化变革不再是选择题,而是必答题。

可以相信,在英特尔云边协同架构的支撑下,医疗上云将有更加坚实的基础,推动智慧医疗在中国早日实现。

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