臺北榮民總醫院資訊室主任郭振宗 (攝影/洪政偉)

踏進臺北榮總科技大樓大廳,映入眼簾的是2層樓高的垂直牆面,攀附著一大片色彩斑斕、如珊瑚般盤根錯節的圖騰,觸手般往左右兩側延伸。「這是神經,如同資訊室是醫院運作的神經一般!」臺北榮總資訊室主任郭振宗強調。

他說的沒錯。那面牆後方立著一整層樓的機櫃,嗡嗡作響,快速執行醫師鍵盤敲下的每一道指令。郭振宗在一面玻璃窗前站定,指著中間幾櫃說:「這些是服役快40年的IBM大型主機,但目前我們已經不再使用了。」

這是因為,臺北榮總在去年底,完成了歷時5年的醫療資訊系統(HIS)轉換工程,成功將上萬支程式從大型主機轉換到開放式系統,並陸續將大型主機殘餘的資料搬遷過去。這個收尾工作預計在年底結束,劃下IT舊時代句點。

同時執行兩大HIS轉換工程,去年底也擁抱開放式架構了

臺北榮總資訊化腳步非常早,1970年代就採用HP小型電腦,80年代開始啟用IBM大型主機、90年代將階層式資料庫升級為關聯式資料庫,近幾年更是積極擁抱新技術,2019年成為臺灣開創AI門診的先鋒醫院,還開出國內醫療聯合學習(FL)第一槍,率先展開試驗,今年更是臺灣最早打造COVID-19疫苗通行證App的醫院。正因為發展得早,到了新技術、新工具和資料大爆發的現在,服役數十年的老系統越來越難以應付,不得不打掉重練。

然而,過去這5年,臺北榮總不只進行自家醫療核心系統大轉換,還同時執行了退輔會發起的全臺12家榮總分院HIS整合計畫。2016年,分院HIS整合計畫正式展開,臺北榮總也一併啟動自家的HIS轉換工程,等於臺北榮總總院同時進行兩套HIS大改造計畫。

一方面,臺北榮總訂定總院HIS轉換的系統更新計畫和人員安排,再建置先導系統,打造新系統平臺的營運環境。同時進行第一階段系統重構,重新開發了部分主要應用系統,特別是門診、急診、住院等核心醫療作業系統,第二階段再進行次要的行政作業系統改造。這些工作,一直延續到2020年。

另一方面,臺北榮總得參與分院HIS整合計畫討論,並且要輔導北部六家分院的HIS系統轉換,包括50支大系統和9支非核心系統都要汰換,從2019年8月完成臺北榮總新竹分院上線,到2020年11月,協助最後一家桃園分院上線新版HIS。臺北榮總IT團隊兩頭燒,因為自己更在下個月,也就是2020年底,完成總院大型主機的轉換作業,將77項大系統整併為66項,上萬支程式都全數是開放式架構。

聊起系統汰換工程,「這就像邊開運輸機邊換引擎,不僅要換好,還要讓承載的人員與貨物安全落地!」今年4月才從臺中榮總北上的郭振宗,雖未參與臺北榮總核心系統轉換的過程,但經歷過全臺榮總HIS大整合計畫,十分感同身受。他點出,系統轉換時,得同步新舊系統的資料,得費工夫用各種工具來介接兩邊資料,確保兩套系統能正常執行,是系統轉換時最費力的地方。

新系統不只解放人才,還打通資料通透性加速AI研究和落地

轉換到開放式系統,對臺北榮總帶來不少好處。郭振宗不假思索地說:「人才解放!」他解釋,大型主機得用專屬程式語言PL/1和專屬工具,但熟悉這個老舊程式語言的人才不多,不僅新人招募不易,新手也得花1年摸索才上手。臺北榮總轉換到開放架構後,新進人員可用熱門的程式語言和開源工具, 2、3個月就能快速上手。

不只如此,轉換架構後,臺北榮總也進一步強化「資料通透性」的能力。比如,臺北榮總IT需協助大數據中心建立不同疾病的資料集,但這些資料集間有些共同之處,如病人年齡、性別,資訊室就能將這些資料,以國際醫療研究通用的CDM標準來模組化,置於大型資料湖中。

如此一來,研究者就能快速從研究平臺取用資料,不必像傳統做法大費周章,得一一客製化打造資料集。通用模組的便利性,也有助於醫院與外部機構的研究合作。外部機構,像是藥廠來找醫院進行試驗時,也得先了解院內該疾病的病患人數、年齡和性別分布等基本資料,透過CDM標準化整合,很容易用篩選條件快速調閱資料,加速研究腳步。

郭振宗點出,開放式架構容易串接的特性,也更容易實踐智慧醫療。「我們要推動AI落地,我們可用新工具,將研究單位驗證過的模型整合至HIS中,嵌入就醫流程,不必再手動切換至其他系統,等待AI判讀結果。」他舉例,未來要判斷腦溢血,病人拍完電腦斷層掃描後,不必再手動上傳影像至AI系統,直接利用內建在影像儲存系統(PACS)的AI模型判讀,將預測結果回傳給HIS即可,方便醫師比對、確認。

不只如此,架構轉換後,臺北榮總IT也展開了一項特殊任務:手術流程再造。臺北榮總目前正興建一棟智慧型的手術大樓,資訊室投入了數十名人力要重新設計新流程,從門診預約、術前檢查、開刀時間預測到機械模擬等都要高度結合IT。像是運用歷年大數據來訓練機器學習模型,來預測手術時間,再進一步整合醫護人力資源,來打造手術室排程自動化應用。

這就是臺北榮總資訊室的另一個任務:落地AI應用,利用開放式系統的優勢將AI嵌入作業流程中。今年8月,臺北榮總新設立了醫療人工智慧發展中心,這個AI中心與資訊室同處一棟大樓,臺北榮總院長許惠恒甚至透露,未來打算將兩個部門合而為一,擴大為醫療資訊部,從支援單位搖身一變為業務單位,提供更多智慧醫療服務。

攝影/洪政偉

臺北榮總資訊室主任郭振宗指出,將HIS中共通的核心子系統獨立發展為微服務,能提高系統管理和更新效率。

擁抱開放式架構是跳板,3年前初試K8s來練兵

擁抱開放式架構只是臺北榮總趕上IT現代化的第一步。早在2018年,他們就開始累積未來雲端原生架構的能力,為下一代架構的發展做準備。臺北榮總是醫院少數率先導入了開源的主流容器管理平臺Kubernetes(簡稱K8s),來加速程式開發和上線的環境準備。

他們採取「單一叢集部署全部」的策略,針對不同階段的環境,如開發、準備前臺(Staging)和正式環境,各自部署一套K8s叢集,來執行各階段的所有專案。在單一叢集內,臺北榮總IT則利用Namespaces標籤來區分不同K8s專案,方便調度和管理同一專案下的容器化應用,再利用版本控管工具Git來建立自動化部署流程,將容器化打包、建立基礎配置檔、各種環境配置準備和叢集動態同步等作業,都整合到同一套自動化流程中。這個方法,也讓IT團隊更容易上手K8s。

郭振宗還點出,K8s搭配Git的作法帶來有三大好處,比如能建立單一程式碼來源、利用Git儲存庫來儲存各種環境的配置檔,簡化YAML配置檔管理。或是,開發者可以自己熟悉的Git流程來管理K8s叢集,而且,Git記載的版本歷史,就像是K8s物件或叢集的變更日誌loss紀錄,如補列印清單般清楚,方便開發者控管。

不只如此,K8s搭配Git,還能將K8s叢集的行為最小化,進一步讓叢集狀態變更管理更安全,也能大幅降低手動操作K8s物件的需求,甚至,所有變動都能經過程式碼審查,叢集即時狀態可自動與其他變更行為同步。

這一套就是現在新創圈當紅的GitOps作法,但臺北榮總從3年前嘗試,累積出一套自己的經驗。臺北榮總現在開始擴大這套作法,實際用K8s和Git來開發藥囑UD系統。不過,這只是第一步,臺北榮總IT還有更遠大的目標。

瞄準微服務,布局下一波HIS改造

這個遠大的目標,就是打造下一代HIS,「臺北榮總已經展開敏捷開發和微服務的教育訓練,要為下一波HIS改造做準備!」郭振宗說。他們的構想是,先將HIS各系統中通用的核心子系統微服務化,方便統一管理和更新。比如,門診、急診、住院這三類大系統中,都有各自的掛號系統,「這個掛號系統就很適合單獨發展成一支微服務,只需管理和更新一份就夠了。」郭振宗指出,其他如計價系統、就醫身分認證、藥物交互作用系統等,都能以這個概念來重新開發。

從K8s到微服務,臺北榮總IT積極擁抱新技術,不只為了優化IT維運,而是建立一種靈活創新的能力和態度,可以快速展開不同領域的創新應用。

例如去年開始,臺北榮總投入即時性AIoT串流資料分析,根據腎臟科血液透析(俗稱洗腎)機分分秒秒不斷產出的數據,來預測患者下一秒心衰、脫水的風險。他們還設置一套特別的連續型資料庫,來處理每分鐘寫入的上百筆資料,現在要更進一步將預測模組微小化,要「裝進一個小盒子」,接在洗腎機後來即時預測。有別於醫界常見的一次性AI預測應用(如影像判讀),臺北榮總要讓AIoT有更多種可能性的整合。

甚至,最早發起醫療聯合學習應用的臺北榮總,現在更進一步擴大範圍,將共享模型、保護個資的作法延伸到更多疾病專案,自建聯合學習主機來與更多醫院訓練模型。為了加速大數據AI研發,臺北榮總資訊室參照國網中心,提供一站式AI分析、儀器巨量串流資料處理服務,以及AutoML環境、流程整合與FHIR資料處理,甚至,臺北榮總資訊室還要擴大建置自己的GPU機房。

今年,他們也響應衛福部提倡的新世代FHIR電子病歷架構政策,率先以FHIR架構打造疫苗通行證App,來顯示使用者的疫苗接種、PCR檢驗狀況。郭振宗說,這可不是偶一為之,而是一次FHIR練兵,要為未來更廣泛的健康數據交換做準備,甚至是與國際接軌。

此外,今年衛福部也提出電子病歷上雲草案,鬆綁醫院使用公有雲服務的限制。這一鬆綁,勢必將帶給醫院更多實踐智慧醫療應用的能力。

郭振宗認為,不論是創新還是智慧醫療的延伸,都離不開醫院核心系統支援。要彈性整合這些新世代應用,HIS微服務化是條非走不可的路,「我希望在未來2、3年,先陸續做出通用功能的微服務,」來循序漸進勾勒出臺北榮總下一代HIS的輪廓。

 經理人小檔案 

郭振宗 臺北榮民總醫院資訊室主任

學歷:高雄科技大學工程科技研究所博士班畢業

經歷:1993年進入退輔會太平榮民之家擔任資訊技術員,1994年至龍泉榮民醫院資訊室任職技術員。2004年至高雄榮總屏東分院擔任資訊室主任,直到2011年轉至臺中榮總資訊室,擔任應用發展組組長。2021年4月,北上至臺北榮總擔任資訊室主任

 公司檔案 

臺北榮民總醫院

地址:臺北市北投區石牌路二段201號

網址:www.vghtpe.gov.tw

成立時間:1958年

主要業務:致力於醫療技術創新、服務品質提升,提供患者身、心、靈全方位的醫療照護。近年聚焦人腦科學及認知功能研究、腦神經資訊、幹細胞研究、基因工程、生殖科技、生物影像整合、心電生理、電子病歷等先端醫療科技之研發

員工數:6,797人

院長:許惠恒

 資訊部門檔案 

資訊部門主管職稱:資訊室主任

資訊部門主管姓名:郭振宗

資訊部門人數:116人

資訊部分工: 應用發展組一、應用發展組二、系統操作組、技術網路組

 IT大事記 

1980年:採用HP小型電腦

1982年:採用IBM大型主機

2010年:伺服器虛擬化及虛擬桌面

2018年:轉換至開放式平臺資料庫

2019年:配合大數據中心成立,建構全院性研究型資料湖泊;AI輔助門診正式開張

2020年:完成大型主機轉開放系統再造工程

2021年:與SAS聯手打造洗腎心衰即時預測AI;推出FHIR疫苗通行證App;醫療人工智慧發展中心揭牌啟用,協助相關AI專案於臨床場域落地應用


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