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数字孪生技术在智慧医院建设中的应用 2025年10月22日

■ 李宇潇 岳光

随着信息技术的发展,智慧医院建设成为现代化医疗体系转型的主要方向。不过大部分医院的智慧化依然面临着不小的挑战,如粗放式管理导致就医流程复杂、患者等待时间过长;资源调度方面,床位、设备、人员等资源分配不均等问题突出;后勤保障方面,大型医疗建筑的能耗管理、设备运维依然依赖人工等。

数字孪生技术并非简单的工具,而是能够与医院多维度深度合作的综合解决对策。在智慧医院建设过程中,该技术主要体现为以下两个方面:

一是医院建筑与基础设施的“运维模式”。该模式将数字孪生技术用于医院物理空间以及硬件设施,构建三维、动态的“医院管理舱”。通过对医院建筑楼宇、能源管网、大型医疗设备、电梯等基础设施进行三维建模,构建完善的数字镜像。系统可通过物联网传感器采集各个基础设施运行数据,并在数字模型中直观呈现,当数据出现异常时,系统可提前预警。数字孪生技术还可动态模拟和分析医院的能源消耗,精准定位能耗异常区域,管理者可在虚拟模型中对空调系统、照明系统的运行策略进行调试和优化,找到最佳节能方案。

二是医疗业务流程的“优化调度模式”。该模式主要聚焦于医院的业务流程,通过数字孪生技术对医疗资源进行精准配置与流程再造,主要覆盖门诊、急诊、药房、手术室等业务流程复杂、人流物流密集的核心部门。数字孪生技术下的系统可在虚拟空间中映射出患者流、医护人员分配及物资情况等,管理者可基于这些数据,对新的排班制度、就诊流程及科室布局进行模拟和优化,提前预测可能出现的问题,优化资源配置。

那么,利用数字孪生技术推动智慧医院建设有哪些路径呢?

一是数据整合与平台构建。首先,核心任务是打破信息孤岛。利用数据中台技术将分散在HIS系统、LIS系统、PACS系统以及物联网等系统中的数据进行整合,形成统一的“数据湖”。其次,在此基础上构建一个集成的数字孪生平台。该平台不仅具有三维可视化展示能力,最关键的是具有强大的数据驱动引擎和仿真模拟算法,实现医院与虚拟模型之间的数据实时交互,让数字孪生系统成为医院的指挥中心。

二是场景深化与智能应用。将已构建的数据平台系统推广应用于门诊、急诊、手术室、药品管理等医疗业务流程中,通过在这些关键领域应用数字孪生技术,实现全院业务流程的优化与协同,提高工作效率。充分利用数字孪生系统汇聚的数据,引入大数据分析和人工智能预测模型,不仅可进行事后分析,还可对医院未来经营状态进行预测,为管理者提供前瞻性的决策支持,实现医院精细化运营。

总之,数字孪生技术作为数字化策略,通过集成物联网、大数据等技术,为医院构建一个动态、高保真的数字虚拟镜像,实现对医院全要素的仿真、监控、预测和优化,从而将智慧医院建设推向全域感知、全局协调的新范式。

(2025年度聊城市社科规划专项课题阶段性研究成果,课题编号:ZXKT2025327)