数字孪生智慧医院白皮书

数字孪生智慧医院白皮书Digital Twin Hospital of the Future White Paper迈向美好未来医院复旦大学附属中山医院主编单位德勤管理咨询（上海）有限公司中国电信股份有限公司上海分公司阿里云计算有限公司华为技术有限公司参编单位（排名不分先后）熙牛医疗科技（浙江）有限公司特别顾问编写指导（排名不分先后）编写人员（按姓氏笔画排序，排名不分先后）樊嘉汪昕葛均波丁昉丁浩于鹏于佳婕万炜钦马宁王灏王任杰王治勋王学理王春灵方贤计海婴白璐朱骞朱小丹朱延军朱振华华静江孙芳许纲花艳苏金龙李君李昊李晓宇杨春杨震杨后亮吴靓吴思萌邱网妹何萍何亮何辅成邹健汪智沈松沈璐旸张伟张静张宇翀张纪阳张俊钦张捷青张曼曼陈丹陈刚陈军陈志炜陈学越金磊周驰彪周宸彬练文俊胡译心胡莉娟段静雯俞梅蓉秦薇耿妍原野徐安达徐思萌郭立超黄颖崔明广符伟国鸿毅彭昊董静波蒋文海谢晓凤裘兴俊虞正红虞嘉伟蔡敏潘伟东顾建英周俭吴涛王戈红张群仁钱琨宋元林王利新孙湛锁涛宋振举李佳明马炯琳潘峰冯浣胡伟良韩飞刘正宝墙辉序言以人工智能、5G、大数据、云计算、物联网等为代表的新一代数字技术与医疗行业加速融合，推动智慧医院建设理念、构建模式持续迭代和演进。同时，随着数据要素成为我国基础性、战略性资源，激活健康医疗“沉睡”数据、释放健康医疗数据价值已成为行业重要议题。在此背景下，以科技之“智”赋能医疗之“治”，构建“数实共融、同生共长”的数字孪生未来医院，已成为重塑医疗服务及运营管理模式、打造健康医疗产业聚能生态的关键战略路径。当前，在国家发改委的大力支持下，中山医院联合智慧医疗行业顶尖合作伙伴率先开展数字孪生“元医院”探索，围绕“患者孪生、医生孪生、管理孪生、院区孪生”开展一系列智慧医院应用场景建设，致力于通过构建“数字孪生智慧医疗生态圈”进一步发挥国家医学中心的引领辐射作用。本白皮书编制团队基于中山医院及其行业合作伙伴在智慧医院领域的实践经验和解决方案，提出了“数字孪生智慧医院”新蓝图，并围绕新基建、新中台、新场景、新路径等方面对智慧医院建设进行了系统性阐述，希望对国内智慧医院建设和智慧医疗行业发展提供一定参考和借鉴。中国科学院院士复旦大学附属中山医院院长2023年7月目录第一章 洞悉未来：把握“数实融合”新态势1.1 八大趋势引领，智慧医疗蓬勃发展1.2 五维诉求驱动，数字升级提速换挡1.3 五重挑战制约，创新转型迫在眉睫第二章 谋篇布局：擘画“十全十美”新蓝图2.1 数字孪生智慧医院的价值愿景2.2 数字孪生智慧医院的建设蓝图2.3 数字孪生智慧医院的聚能生态第三章 强基固本：构筑“顶天立地”新基建3.1 多优势融合，提升智慧医院能级3.2 多模式部署，强化运营管理安全3.3 多维度演进，拓展通感融合边界第四章 开放链接：重塑“一体双生”新中台4.1 数据联动：创造医疗数据多元价值4.2 业务融通：激活医疗业务协同效能010206070910111214151721242629第五章 多元赋能：解锁“全心全意”新场景5.1 智慧门诊：流程重塑，体验升级5.2 智慧住院：全面感知，多重呵护5.3 数字化手术室：全程追溯，提质增效5.4 云诊疗：主动导引，远程交互5.5 智慧教研：临床模拟，资源共享5.6 柔性物流：无人配送，闭环管控5.7 多院区协同：云端交互，能力辐射5.8 智慧运营管理：全局掌控，智慧决策第六章 按图索骥：探寻“自我生长”新路径6.1 战略赋能：打造创新引领的“智高点”6.2 规划赋能：绘制应用导向的“作战图”6.3 实施赋能：组建价值共创的“联盟军”6.4 运营赋能：塑造数据驱动的“新战力”目录3335374042444647495153535354第一章1洞悉未来 ——把握“数实融合”新态势随着5G、人工智能、云计算等新一代数字技术的快速发展，全球数字经济发展持续提速，数字技术正加快与实体经济融合，推动传统行业焕发新活力，新应用、新场景、新业态持续涌现。在数字化浪潮下，作为保障民生、增进民生福祉的核心行业之一，医疗行业也被赋予了新的发展使命，开启未来智慧医疗新篇章。智慧医疗是指将新一代数字技术与现代医疗行业深度融合的新兴领域。后疫情时代，智慧医疗服务类需求高速增长，全球智慧医疗市场在远程医疗、移动医疗、互联网医疗等医疗新模式的带动下蓬勃发展，市场规模预计将从2021年的1,784亿美元增长到2026年的3,730亿美元,年复合增长率为15.9% a。纵观全球市场现状，智慧医疗行业发展具有八大核心趋势。八大趋势引领，智慧医疗蓬勃发展数据来源：a) Frost & Sullivan统计数据2洞悉未来：把握“数实融合”新态势1.1图1-1 智慧医疗行业八大趋势患者对自身健康越发关注，自发通过智慧技术辅助其饮食控制、规律运动、睡眠监测等行为。以睡眠监测为例，全球家用睡眠筛查设备行业市场规模不断扩大，总体呈稳步增长态势。患者健康素养的提升有利于疾病早期干预，能更好地实现“早预防，早发现，早治疗”，推动全球医疗产业从专注疾病治疗向智慧赋能的“预防-治疗-康复”的全流程运营模式转型。全球医疗系统致力于打破“孤岛”状态，实现医疗数据的互联互通，进一步促进医疗资源的均质化分布，赋能医疗产业全方位发展。近10年来，美国已经划拨了270亿美元用于电子病历的建立与推广，通过构建电子病历奖惩制度、电子病历认证标准、病历系统技术标准与提供财政补贴、税收优惠、技术支持等多重措施，打造统一标准的电子病历系统，促进临床数据的交换与共享。深度融合新一代数字技术与传统医疗手段，为临床诊疗决策提供重要支撑，有效提升医疗服务质量与决策效率。作为医疗科技强国，美国率先利用人工智能技术辅助病理诊断。2021年9月，美国研发公司Paige开发的辅助诊断软件Paige Prostate成为首个获得美国FDA批准的AI病理学产品。该软件被允许用于体外诊断（IVD），在诊断癌症方面的正确率、敏感性成功提升了7% a。各国医疗系统致力于通过数字技术缓解医疗资源分配不均问题，更好地满足消费者多层次多样化医疗需求，打造覆盖全生命周期的医疗健康管理服务。对此，日本政府依托大型医疗器械公司，推广“高质生活”的家庭移动医疗护理概念。从家庭日常体征数据的采集保存和健康指导，到通过移动医疗APP实现症状疾病随时随地可自查，再到构建云端个人的医疗数据库，提升整体医疗护理能力。趋势一患者素养全面提升趋势二医疗数据互联互通趋势三数字技术深度融合趋势四健康管理全程服务3洞悉未来：把握“数实融合”新态势数据来源：a) Paige官方数据智慧化、交互式医疗教培新模式持续演进，帮助医生、医学生将理论知识快速转化为临床实践操作能力和临床思维能力，虚拟医学教育平台、AI知识图谱、虚拟手术示教等数字化工具持续涌现。2022年底，新加坡国立神经科学研究所（NNI）与VR医疗内容平台Kyalio共同开发神经外科手术培训系统，通过此系统可熟悉外科手术基本步骤、观察真实解剖结构，从而有效提升专业医疗能力。前沿技术为医药研发注入新的技术驱动力，药物研发管线呈现加速增长态势。全球AI制药投资总额在过去九年内翻了25倍，在2023年3月已高达602亿美元a。通过AI深度学习算法与药物研发全流程的深度融合，有效缩