王建林：融合开放，数据赋能——兰州大学第一医院智慧病区统一平台建设与数据利用

随着“健康中国”战略深入实施以及智慧医院建设和医院高质量发展要求持续推进，医疗机构信息化建设正由传统业务系统建设向数智化方向加速转型。医疗物联网作为连接医疗设备、临床业务系统和医疗服务场景的重要基础能力，不仅是简单的设备连接，而且是通过统一平台实现设备、数据和业务之间的融合，让数据真正服务临床和管理，体现医疗数据要素的核心价值，成为智慧医院建设的重要支撑。

兰州大学第一医院（简称“兰大一院”）围绕医院数智化转型发展需求，积极推进医疗物联网统一信息平台建设，构建统一接入、统一管理、统一运维的物联网体系，制定符合国际标准和行业要求的设备接入及互联互通规范，推动医疗设备、智慧病区和数据应用深度融合，赋能医院高质量发展。

一 物联网统一平台建设

近年来，医院物联网应用场景快速扩展，医疗设备、智能终端数量持续增加，传统分散建设模式逐渐暴露出管理难度高、系统协同不足、数据利用效率低等问题。

当前，医院物联网建设主要面临以下挑战：

一是缺少统一规划和建设标准，不同阶段、不同业务部门建设的信息系统相互独立，容易导致重复建设和资源浪费；

二是设备类型复杂、通信协议多样，不同厂商设备采用不同技术标准，导致设备接入和统一管理难度增加；

三是数据融合能力不足，设备数据与临床业务系统之间缺乏有效连接，难以形成面向业务的数据价值。

随着智慧医院应用场景不断增多，如果缺乏系统性设计，后期设备管理和业务融合的复杂度将呈指数级增长。

针对上述问题，兰大一院以“统一平台”为核心，开展医疗物联网整体规划建设，推进整体技术架构、基础网络、传感网、定位网、应用平台、运维监控等多环节的规范标准化设计，推动医院物联网建设由分散建设向平台化、体系化方向发展。

1.构建“1+1+N”物联网建设体系

在整体架构设计方面，兰大一院围绕“融合、开放、无线”的建设理念，构建了“1+1+N”的医疗物联网体系。

一张网，即覆盖医疗物联网的院区基础网络。建设统一医疗物联网基础网络，实现医疗设备、智能终端和环境传感设备的融合接入；医疗物联网最终将和医院整体网络融合，实现整个院区网络分区分域管理，保证信息互联互通及安全。

一个平台，即物联网应用平台。作为连接设备、数据和应用的核心枢纽，平台实现医疗设备统一接入、设备物模型管理、数据解析、运行监控、算法服务及生态开放，为医院多场景智慧应用提供统一的平台支撑。

N个智慧应用场景。基于统一物联网平台能力，医院不断拓展智慧应用场景，覆盖智慧病区、门诊急诊、手术中心、后勤管理、医疗安全、医院运营管理等场景。

图1 “1+1+N”物联网建设体系

同时，医院围绕物联网建设构建了终端设备、通信设备和应用开发三大生态体系，配套建立四类建设标准，推动物联网基础设施、平台能力和业务应用协同发展，全面支撑医院智能化建设。

2.物联网能力从设备连接向业务融合延伸

在建设实践中，兰大一院围绕物联网设备接入、数据传输和业务应用需求，对物联网基础网络进行分层设计，将整体架构划分为感知层、网络层、平台层和应用层四个层次。其中，感知层负责各类智能终端和传感设备的数据采集；网络层实现数据可靠传输；平台层承担设备统一接入、管理和数据解析；应用层面向临床业务和管理场景提供智慧化应用服务。通过四层架构设计，实现物联网体系的融合开放和持续扩展，为智慧医院建设提供统一、灵活的技术支撑。

图2 物联网整体架构

兰大一院物联网整体建设的核心指导原则是融合与开放。随着智慧医院建设不断深入，医疗物联网终端类型持续增加，网络接入方式、通信协议和设备形态日趋复杂。如果缺乏统一规划，不同厂商、不同协议和不同网络体系之间容易形成新的技术壁垒，不仅增加后期运维和扩展难度，也可能造成医院对单一技术路线或单一供应商的依赖。

基于此，在规划医疗物联网网络架构时，医院提出组网架构标准化、通信协议标准化和扩展模式标准化三项原则，通过统一技术体系构建开放、融合、可持续演进的医疗物联网基础网络。

在组网架构方面，通过光纤、光电混合缆、网线等标准化传输介质进行统一规划，将物联网网关和无线接入设备尽可能部署至网络末端，使医疗信息化终端和物联网终端能够就近完成数据接入和传输。这一建设模式一方面缩短了终端到网络接入节点之间的通信路径，为高清视频、床旁交互、设备数据采集等高带宽、高并发业务提供网络基础；另一方面，通过标准化IP网络降低不同厂商设备接入门槛，为医院后续引入更多第三方产品预留扩展空间。

在通信协议规划方面，医院坚持采用国际主流标准协议，构建统一融合的物联网网络底座。根据不同医疗物联网应用对带宽、距离、功耗和移动性的差异化需求，医院重点采用Wi-Fi、LoRaWAN和蓝牙（BLE）等标准通信技术，覆盖不同类型业务场景。

基于不同协议的能力特点，在接入层统一规划无线接入点和物联网网关，并探索不同设备形态的融合部署，使一套网络基础设施能够同时承载多种信号，形成通信网络与感知网络协同运行的融合底座。

除了网络架构和通信协议之外，设备扩展方式也是影响医疗物联网开放能力的重要因素。在组网扩展模式选择上，医院坚持采用PoE和Mini PCIe等标准化接口形态，减少对非标准扩展方式的依赖。通过统一接口规范，使无线接入设备、物联网通信模块以及其他扩展组件能够按照标准方式进行组合和替换，提高不同厂商产品之间的兼容能力。

医院整体组网架构自下而上分为三个层次。底层面向业务场景，主要承载医疗信息化业务数据、定位数据和传感数据；中间层构建统一融合网络底座，采用“Wi-Fi+IoT”双网融合模式，使高速宽带业务与定位、传感类数据能够在统一网络体系中协同承载；上层则通过统一平台实现设备接入、数据汇聚和业务应用融合。

图3 融合开放的“Wi-Fi+IoT”医疗物联网网络架构

兰大一院物联网应用平台坚持“融合、开放”的建设理念，使各个厂家的设备都能接入平台。该平台作为连接物联网设备、智能终端与业务应用的核心支撑，实现医疗设备统一接入、设备模型管理、运行状态监控和数据解析等功能。通过平台化建设，医院有效降低了不同应用场景下设备接入和系统开发的复杂度，为智慧病区及后续物联网应用扩展提供统一、开放、可持续的平台支撑。

在物联网统一运维管理方面，医院结合临床应用需求，基于普外科等十个病区建设实践，构建“1+N”智慧病区管理平台，将病区内各类智能设备统一接入，实现病区设备、数据和业务应用的融合管理。通过打破原有多个独立系统之间的数据壁垒，实现病区管理数字化、可视化、智能化，有效提升医护人员工作效率。

医院物联网统一平台坚持遵循主流国产化技术生态，围绕医疗物联网长期发展需求，在平台底层建设“多源数据及接口标准管理”体系，实现业务系统、物联网设备和数据资源之间的标准化连接。平台支持HIS等核心业务系统数据集成、多源异构数据库兼容、多应用协议互通以及视频监控标准对接，提升了医院多系统协同能力。该设计既夯实了信创底座，也有效保障了医院底层（如科室、床位等）基础信息与多源数据的标准化、规范化交互。

二 物联网数据专项治理，完善数据湖建设，释放医疗数据价值

在实现物联网设备统一接入和信息系统互联互通的基础上，建立多源数据及接口标准管理体系，支持多类型数据库、多应用协议和异构系统的融合接入，进一步完善医院数据湖建设，将物联网平台采集数据经过清洗、治理，最终汇聚进医院数据湖，推动全院多源数据融合应用。通过对数据进行分析应用，医院逐步构建以数据为核心驱动力的数字化管理体系，提升数据服务临床、支撑科研和赋能管理的能力，构建开放融合、自主可控、可持续的数据要素体系。

1.物联网数据入湖，完善数据治理

物联网设备采集的数据涵盖生命体征、无线监测、数字诊疗等各个医疗业务场景，是各种医疗数据的重要来源。除了诊疗期间的各种检查检验用药信息外，还有感知患者身体变化的日常监测设备，能24小时采集患者的状态，方便医生在诊断之前获得一张关于患者的连续、完整、动态的健康全景图。

医院数据湖建设框架按照“数据汇聚、数据治理、数据应用”的思路进行设计，整体分为基础层、汇聚层和应用层三个层次。

基础层以一级信息管理平台为基础，通过智慧医院信息中枢和二级数据平台，实现HIS、LIS等业务系统数据统一汇聚；汇聚层建设健康大数据中心，开展多源异构数据标准化治理和模型建设，形成为肿瘤、呼吸等众多专科数据库及科研数据仓库；应用层依托数据湖能力，面向临床和管理应用，支撑患者360视图、检查结果互认等业务场景，实现医疗数据从资源汇聚向价值应用转变。

物联网统一平台建成后，将物联网采集数据进行清洗、治理，最后汇聚到数据湖中，再加以整理、治理和应用，为临床开展专科研究与人工智能提供精准数据支撑。

2.数据赋能人工智能发展

当前，人工智能在医疗领域迅速发展，特别是在临床决策方面的研究更为突出。临床专家正在研究各种疾病诊治的智能体，医学正在从“单一数据+单一场景”的孤立评估向“数十种场景+全场景并行计算”的综合分析跃迁。这样的智能体将“全信息模型”推进得更宽更远，不仅是专科内部系统，更是一个可以跨科室、跨院区共享数据、跨机构联合分析的平台。人工智能的多维分析能力，需要最底层的多模态数据基础。

当底层数据汇聚起来之后，医院的数据治理体系就开始围绕“数据高质量、数据可利用、数据可价值化”的目标开展，通过全流程治理提升医疗数据的规范性、完整性和可用性。兰大一院数据治理体系主要分为三个阶段：第一阶段实现多源数据汇聚连接，打通业务系统之间的数据通道；第二阶段开展数据深度治理，通过数据标准管理、质量控制和模型建设，提升数据一致性和准确性；第三阶段聚焦数据分析建模，挖掘数据价值，支撑临床应用、科研创新和医院管理决策。

整个数据流转集成了运行管理、数据安全、数据模型、知识图谱、质量控制、任务监控和任务调度等能力，实现从数据源头接入、治理加工到应用输出的全链路闭环管理。

通过数据湖建设，兰大一院进一步提升了医疗数据资源管理和应用能力。医院实现科室影像设备与院级信息系统的数据融合互联，推动医疗设备数据与临床业务数据协同应用；面向临床科研需求，建设科研数据库，依托人工智能和大模型技术，对医疗数据进行智能分析和价值挖掘，形成面向科研应用的高质量数据集；同时，通过数据治理和指标体系建设，实现学科发展、医疗护理质量控制、手术安全管理等领域的数据驱动管理，促进科研能力和教学水平持续提升。

三 总结

兰大一院通过信息集成平台、物联网统一管理平台等子平台的集成，构建医院业务中台，为人工智能的开展提供了坚实的数据基础。人工智能激发了创新的思路和动力，反哺业务中台的功能，融合开放，赋能医院高质量发展。

作者简介

王建林，CHIMA常委，兰州大学第一医院信息中心主任