中山大学附属第六医院：机器人流程自动化（RPA）技术在医疗数据处理场景中的应用

2021年医院新兴技术创新应用典型案例征集活动共选出21篇典型案例，在CHIMA 2021大会上对获选案例进行了颁奖。

（1）外部因素

1）国家卫生主管部门推出一系列考评政策，如国家三级公立医院绩效考核、互联互通测评、电子病历评级、智慧医院评级等，对医院数据治理能力的要求越来越高。

2）兄弟医院医疗质量、效率和信息化水平的不断提高。

（2）内部因素

1）中山大学附属第六医院（简称“中山六院”）高速发展，管理部门对医疗质量、效率、成本控制的整体要求越来越高。

2）精准医疗、科研和精细化管理等领域，对数据完整性、一致性、准确性、及时性要求高，继续高效数据治理。

3）人力资源日益紧张，需要将人才投入到高附加值工作当中。

（1）痛点难点

1）数据源存在于各类信息系统，异构性突出，部分业务数据无系统间接口，接口开发浪费人力物力财力且灵活性不足，系统接口开放模式从成本和时效性上无法满足紧急上报任务需求。

2）需采集的各类数据量大、范围广，数据结构化程度无法满足数据采集和使用要求，现有数据交互模式不能灵活处理不同定义域以满足个性化的数据需求。

3）数据存储方式多样，需要人工大量处理简单、定时、规则重复、繁琐的数据工作。

4）单一数据源需根据不同统计口径上报到若干不同的系统，重复且工作量大。

5）由于人工处理环节过多，数据计算失误在所难免。 

数字化时代医疗数据业务的特点，决定了数据的上线及共享方式应该是多种多样的，也需要我们发掘更加科学高效的技术手段来改善现有工作模式。同时，医疗机构内外，在医疗业务管理和流行病防治等各个应用场景，用户对数据的多样化需求也促使数据管理部门在成本和效益下权衡、创新考虑数据的利用方式。

（2）思路

中山六院借鉴工业界信息化建设中的工作流（Workflow）概念，从数据异构、处理规则明确、无法通过系统对接实现数据共享的数据处理工作的问题切入，在RPA技术理论视角之下，对现有人工操作的数据处理工作流程及各操作步骤之间的业务规则进行抽象、概括和描述，采用BPMN（业务流程模型和标记法）的方法，利用IBRPA软件，就工作流问题进行系统分析，形成现有的将人工数据处理过程转变为机器人流程，从而实现工作业务过程的部分或整体在计算机应用环境下的自动化的研究结论，达到控制人工成本、提升工作效率，减少人为失误、优化人力资源配置的目的。

图1 IBRPA软件界面

（3）方法

项目组对院内的信息、运营、人力、财务等部门进行走访和调研，记录当前数据处理工作的内容和操作步骤，考察搜集到的工作内容和特点，确定了20项可以通过RPA技术进行改造的数据处理工作。随后，采用敏捷开发项目管理模式实施RPA技术，实现工作流流程设计并完成了代码开发。最后，配合业务人员进行工作流程测试和试用，最终完成项目交付。

（1）产品核心引擎框架

Activiti：目前最流行的开源BPM（业务流程管理）平台。

RobotFramework：开源自动化测试框架，RPA框架。

（2）产品技术架构

 图2 RPA产品技术架构图

产品系统整体的架构设计分为相互独立的四层结构，分别为用户层、通信层、服务层和数据层。

以下为产品功能概要图：

图3 产品功能概要图

1）流程生成层Studio

2）流程控制层Commander

3）任务管理

任务管理模块支持用户调度机器人以某种触发形式执行流程，用户可以新建、修改、暂停和终止任务。任务设定好之后， 机器人会根据任务设定的流程和执行方式，在一定时间内自动执行任务。任务管理模块支持用户查看任务信息、流程的执行状态、任务运行的结果及日志等信息。

4）流程执行层Robot

（3）关键技术

1）BPMN 2.0

BPMN2.0协议作为业务流程建模的规范，提供一些容易被所有业务用户理解的符号，能够为用户带来业务的分析、流程的实现，直到最终的流程监控管理等功能。

2）K8S 

K8S（Kubernetes）是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。K8S主要有服务发现和负载均衡、存储编排、自动部署和回滚、自动完成装箱计算、自我修复、密钥与配置管理的特性。

3）Keycloak用户统一认证中心

Keycloak是一种面向现代应用和服务的IAM解决方案，提供了开源的鉴权和授权访问控制管理。Keycloak作为统一认证中心，开箱即用，具有用户管理、用户认证、单点登录、分级管理、权限管理、会话管理等功能，能够以最小的代价对应用程序和安全服务进行身份认证。具备支持集群配置、支持标准的互联网协议、高性能、提供丰富的第三方适配、配置版本化管理的优势。

4）MQTT通信协议

MQTT协议是基于发布/订阅模式的轻量级物联网通信传输协议。随着 5G 时代的来临，万物互联的伟大构想正在成为现实，海量的设备接入和设备管理对网络带宽、通信协议以及平台服务架构都带来了很大挑战。MQTT凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山。MQTT依靠轻量可靠、生态完善、基于发布/订阅模式等优势，广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力、能源等领域。

本节以广东省卫生健康统计信息直报为典型案例，介绍实施路线。

广东省卫生健康统计信息直报是广东省卫生健康委要求各医疗机构就医院综合运营指标情况进行上报的任务。上报工作分月度、季度和年度进行；涉及门诊、住院、医技三大业务类别，包括8个填报界面，14张Word和Excel数据源表格整理，125项指标填报及核查。RPA部署前，该上报工作需要一位统计人员通过信息系统、邮箱、电话搜集数据源并做数据整理；部分数据上报省病案系统生成报表后形成衍生指标并最终与数据源指标一起进行直报系统填报。RPA部署后，数据上报工作由RPA转换为自动化工作流程，在每个任务周期的指定时间段完成数据的采集、汇总、核查和填报，并在监测到系统填报流程结束后，给上报管理员反馈填报结果信号，完成上报任务闭环。

图4 RPA实施路线示意图

以医技科室自定义项目报表汇总为例，展示了基于RPA的该项自动化工作流程图。

图5 医技科室自定义项目报表汇总自动化流程图

经测算，该RPA机器人流程可为医院节省约24人日/年的工作量。

中山六院于2020年起应用该技术，在医务、财务、运营等流程上完成了20余项工作流自动化改造，总计为医院节省108人日/年，在降低成本、提高效率、减灭失误、优化工作效能方面取得了良好的效果。

该项目入选CHIMA 2021年医院新兴技术创新应用典型案例，并荣获第五届智慧医疗创新大赛广东赛区三等奖，相关论文《RPA技术在医院数据业务中的应用探析》荣获“2021（16th）中国卫生信息技术/健康医疗大数据应用交流大会”优秀论文。

机器人流程自动化技术在中山六院的数据处理工作流程中取得了良好的管理效益提升，得到了应用部门的肯定。本项目的成功实施，可以针对医疗机构业务场景的需求共性，可以将本项目案例进一步形成功能标准化产品或解决方案，推广到医疗行业同类用户并解决其共有痛点及需求，带来更大的社会效益。