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Microsoft Cloud for Healthcare による臨床洞察

Microsoft Cloud for Healthcare
Azure Synapse Analytics
Azure Machine Learning
Power Automate
Dynamics 365

Microsoft Cloud for Healthcare を使用すると、臨床と運用の分析情報を改善するソリューションを構築できます。 この記事では、考えられるソリューションの 1 つについて説明し、「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」で得た知識を生かします。

アーキテクチャ

Microsoft Cloud for Healthcare を使用した臨床の分析情報

このアーキテクチャ ダイアグラムを含む Visio ファイルをダウンロードします。

アーキテクチャ図とこの記事では、ED という用語は医療施設の救急部門 (救急医療や急患治療を専門とする部門) を指します。

「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」と同様に、このアーキテクチャ図内の青線のボックスは、Microsoft Cloud for Healthcare に必要な Microsoft のサービスを表しています。これには基盤となるサービスとアドオンの両方があります。 これらの各サービスは個別にライセンスされます。

データは、前のソリューションと同様に、患者と医療提供者のスケジュール、医療記録、ウェアラブル デバイスなどの外部医療システムを介してこのアーキテクチャに送られ、Azure を使用して取り込まれます。 このプロセスで、財務データなど、特定の分析情報に必要なその他の構造化データを取り込むこともできます。 次に、このデータは、このソリューションの Dynamics 365 および Power BI コンポーネントで使用できるように、Common Data Model (CDM) 形式で Microsoft Dataverse に格納されます。

データフロー

このソリューションでは、図に示されている各ユーザー グループに対して、次のデータ フローがサポートされています。

  1. ケア マネージャー。 バーチャル診察フローから続けて、ケア マネージャーは、患者モニタリング キューを活用しながら、Teams を使って患者の現在の記録をレビューできます。 この Dynamics 365 アプリケーションでは、患者の一覧と、各患者の治療の緊急度を示すインデックス スコアが提供されます。 ケア マネージャーは、インデックス スコアが最も高い患者を選択し、治療管理アプリでその患者の医療記録、治療計画、予約などの情報を確認できます。 このアプリでは、登録されている IoMT デバイスから心拍数などのデータを凖リアルタイムでプルすることにより、患者の日常のライフスタイルに関する分析情報を表示することもできます。 アプリでは、カスタムの Power BI の視覚化を使用して、受信したデバイス データを追跡および表示します。 デバイス メトリックごとにしきい値が設定され、超過すると、アプリ内で Sales Insights のアラートが Power Automate によってトリガーされます。 これらのしきい値とアラートは、患者ごとに個別に設定できます。 必要に応じて、ケア マネージャーは、Dataverse に格納されている連絡先情報を使用して、Teams から患者に直接連絡を取ることができます。

  2. ED 管理者。ED を受診する必要がある患者は、ケア マネージャーと交通手段を手配することができます。 ED 管理者は、この部門のリソースとスケジュールに関する責任者です。 ベッドの使用状況、病室、スタッフなどのリソースに加え、受理面接や再入院の際の傾向も、この部門用にカスタマイズされて Teams と統合されている Power BI レポートを使用してモニターされます。 これらのレポートは、Dataverse に格納されている病院や患者のデータを使用して作成され、Azure Synapse で分析されます。 ED キューは、カスタム Dynamics 365 Web リソースで、搬送中、チェックイン、受理面接、病室割り当てなどのさまざまなステージにある、来院患者のキューを表示します。 ED 管理者は、この情報を使用して、到着時刻や医療状態に基づいて患者をトリアージできます。 Power Automate のフローを使用してデシジョン ツリーが作成されます。これにより、患者の治療に必要なタスクが自動化されます。 そのようなタスクの例としては、病室や ICU の割り当て、医療機器の設定、必要な検査の順序付け、対応可能な医療スタッフへの割り当てなどがあります。 これらのレポートと自動化されたタスクにより、患者の治療と ED の管理を効率化することができます。

  3. 専門医。 ED 管理者は、患者に対して推奨される検査をレビューするために、専門医を割り当てます。 たとえば、X 線検査が必要な場合は、その検査を確認するために呼吸器内科医が割り当てられます。 検査結果を保存すると、Power Automate がトリガーされ、医師の治療管理アプリのビューに Sales Insights のアラートが表示されます。 X 線などの検査は、非構造化データと見なされます。 このデータは Azure Data Lake 経由で Azure Synapse にプルされ、その結果を解釈するためにカスタムの機械学習モデルに取り込まれます。 これらの解釈は、医師が診断を下し、治療の計画を立てる際に役立ちます。

    Social Determinants アプリは、このソリューション用にカスタム ビルドされたキャンバス アプリで、患者の社会経済状態に関する分析情報を提供します。 このデータは、患者が受け入れやすい治療計画を医師が提案するのに役立ちます。 治療管理アプリの Power BI の視覚化では、集計された集団健康メトリクス、人口統計、社会的要因、および病院の記録で利用可能なその他のデータを使用して、患者の医療状態に対する治療の成功傾向を表示します。 このアプリは、一般公開されている政府出資研究の医療データを使用するように設計することができます。 これらの視覚化は、最も成功率の高い治療計画を医師が選択するのに役立ちます。 これらの視覚化に取り込まれたデータは、Azure Data Lake 経由でプルされます。 選択された治療計画は、後で参照できるように Dataverse に格納されます。

  4. 患者。 患者は、治療計画が終了すると、診療ポータルで満足度調査に回答するよう依頼されます。 これは、Customer Voice フォームです。 調査結果は、その医療機関に関する運用分析情報を生成するため、Dataverse に格納されます。

    患者は、診療ポータルを使用して、医師によって推奨された治療計画を確認できます。 ポータルでは、患者が治療計画を理解するのに役立つ教材を提供することもできます。

  5. 病院管理者。病院管理者向けにカスタマイズされた Power BI レポートを使用すると、患者の再入院率、入院日数、スタッフと患者の比率、患者の満足度、コストなどの主要な医療指標に関する分析情報を得ることができます。 これらの分析情報は、医療管理の向上に役立ちます。 これらのレポートは、患者のアンケートから収集された患者の診察記録、財務データ、センチメント スコアなど、Azure Synapse によって複数のシステムから集計されたデータを使用して作成されます。 このレポートは、業務上の不足部分を検出する上で、病院管理者の役に立ちます。 たとえば、ある病院の再入院率が高い場合、管理者はこれらのレポートを使用して再入院率が最も高い部門を見つけ、根底にある問題のトラブルシューティングと解決を図ることができます。

    Power BI レポートは Microsoft Teams と連携しており、Teams チャネルを使用して他部門と簡単に共有できるため、迅速なコミュニケーションとより良いコラボレーションが実現します。 これらのレポートへのアクセスは、部門またはユーザーごとにアクセス許可レベルを設定することによって制御できます。

コンポーネント

このソリューションで使用されるコンポーネントのほとんどは、「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」で詳しく説明されています。 次のコンポーネントも使用されます。

  • Azure Synapse Analytics。 Azure Synapse Analytics は、診断検査結果などの非構造化医療データおよび病歴や日常の健康メトリクスなどの患者データが、機械学習アルゴリズムによってどのように解釈されるかをデモンストレーションするために使用されます。 マシンで生成されたこれらの結果は、医療提供者による患者の診断や治療を支援します。

  • Azure Data Lake Storage。 Azure Data Lake Storage では、Azure Synapse Analytics 向けの高速かつ安全なデータ ウェアハウスを提供します。 従来のデータ ウェアハウスとは異なり、分析に必要な大量のデータが Azure Data Lake に格納されるとすぐにクエリを実行することができます。 これにより、反復的な読み込み処理が不要になります。

  • Azure Machine Learning。 このソリューションでは、Azure Machine Learning を使用して、医療提供者のアシスタントとしての考えられる使用法をデモンストレーションします。 これを、一般公開されている医療データと診断検査結果を使用するようにモデル化して、患者の医療状態に関するさらに多くの分析情報が得られるようにすることができます。 診断に関する最終的な責任は、医師にあります。

  • Power BI。 Power BI では、大量のデータを視覚化することで、分析情報を理解しやすくし、パターンや傾向を特定しやすくできます。 さまざまな Power BI の視覚化の作成方法については、「Power BI での視覚化の種類」および「Power BI レポートでの視覚エフェクト」を参照してください。 Microsoft Teams を使用して、部門間でビジュアルを共有し、コラボレーションを向上させることができます。 詳細については、「Microsoft Teams、Outlook、Office で Power BI を使って共同作業する」を参照してください。

    このソリューションでは、Azure Synapse Analytics を使用して次の Power BI の視覚化を作成します。

    • 次のスナップショットを提供する ED 向けの Teams と統合された Power BI ダッシュボード。
      • 待機中の患者の数
      • 待機時間
      • ベッドの状態
      • 予想されるベッド占有率
      • その他の ED メトリック。
    • 集団健康ダッシュボード。医療機関はこれを使用して、治療計画の有効性を類似する人口統計や状態と比較することができます。
    • 病院管理のためのクロス部門分析とレポート。

  • Power Automate。 Power Automate は、手動で繰り返しなされるタスクを自動化する、コード不要または低コードのプラットフォームを提供します。 作成される各ワークフローは、ビジネスまたはシナリオに固有であり、それゆえ本質的にカスタマイズされたものです。 このソリューションでは、Power Automate によって Dataverse に格納されているデータが取り込まれ、データ変更時の通知送信など、自動フローが実行されて処理されます。 カスタマイズされたデータ ベースのフローを作成する方法については、「Microsoft Dataverse を使用するクラウド フローを作成する」を参照してください。

    Power Automate フローは、病室やスタッフの割り当てなど、ED での手続きを自動化するためにも使用されます。

  • Dynamics 365 Sales Insights。 このソリューションでは、Dynamics 365 アドインの 1 つである Sales Insights を使用して、次のイベントに関するアラートと通知を提供します。

    • 患者のウェアラブル デバイスが、心拍などの健康メトリクスに関する事前設定されたしきい値を超えている
    • 新たな診断検査結果が利用可能になっている。

    これらの通知は、Power Automate フローからトリガーされます。 Sales Insights と統合される自動化フローの作成方法については、「ユーザー定義のインサイト カードを作成する」を参照してください。

  • 患者モニタリング キュー。 これはカスタム Dynamics 365 Web リソースであり、Microsoft Cloud for Healthcare の一部ではありません。 これは、複数のソースから集計された患者データをケア マネージャーに提供し、治療管理アプリから個々の患者情報にアクセスするためのカスタマイズされたエントリ ポイントとして機能します。 Microsoft Teams との統合により、一貫性のあるプラットフォームが提供されます。 さらに、各患者の治療の緊急性が、インデックス スコア形式で表示されます。 このスコアは、患者のデバイス データと既知の医療状態から取得できます。

  • ED キュー。 これはカスタム Dynamics 365 Web リソースであり、Microsoft Cloud for Healthcare の一部ではありません。 ED 管理者は、来院する患者の医療情報や到着時刻およびその治療の緊急度を、このキューを使用して取得します。 これは、管理者がより効率的にトリアージし、Power Automate を使用して自動化されたワークフローを開始し、患者の医療状態に基づいてリソースを割り当てるのに役立ちます。

  • Social Determinants。 これは Power BI キャンバス アプリであり、患者の社会経済的要因が医療提供者に表示されます。 この情報は、標準化されたアンケートを使用して収集され、患者が治療計画にどの程度受け入れてくれるかを予測するのに役立ちます。 このデータは患者の来院時に収集され、今後の決定に役立てるため Dataverse に格納されます。

  • Customer Voice。 Dynamics 365 Customer Voice は、エンタープライズ フィードバック管理アプリケーションです。 これは、救急受診の後に患者のフィードバックを取得するために使用されます。 このフィードバックにより、ED プロセスの管理に関する分析情報を得ることができます。 この調査結果は、プロセス改善のために病院管理者が使用できるよう、Dataverse に格納されます。

  • 非構造化データ. アーキテクチャ内のこのブロックは、X 線の結果などの非構造化バイナリ データを表します。 このデータは、既存の EHR システムに格納されている可能性があります。 これは、Azure Synapse で使用できるように Azure Data Lake によって取り込まれます。

  • 構造化データ. このブロックは、通常、EMR や EHR、PAS システムの一部とは見なされない構造化データを表します。これは、病院経営に関する分析情報を得るために使用できます。 たとえば、医療組織の財務記録などが含まれます。

代替

「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」に記載されている代替手段は、このアーキテクチャにも適用できます。

  • このアーキテクチャで使用される Dynamics 365 と Power BI アプリケーションは、データ ソースとして Dataverse と密接に統合されています。 これらがサード パーティ製のアプリケーション (患者モニタリングと ED でのトリアージに使用される組み込み EHR ツールなど) によって置き換えられた場合、それらはその RESTful API インターフェイスを使用して Dataverse と対話できます。 Dataverse は、集計データ用の便利なデータ ソースであり、Power BI、Power Automate、Synapse Analytics、診療ポータル、Teams などの複数のコンポーネントで使用されます。

  • アーキテクチャ図で、青の枠線で囲まれずに表示されているコンポーネントは、医療組織のニーズに応じて、使用可能なツールで作成または置換する必要があります。

シナリオの詳細

医療業界では、作成した膨大な量のデータを効率的に使用するための努力がずっと続けられてきました。 医療データの大半は構造化されておらず、データに基づく意思決定に利用できません。 分析情報を得るため、医療機関はデータ インジェストと統合にかなりの時間を費やしています。 さらに、医療組織は、セキュリティとコンプライアンスに関する圧力や、データ侵害のリスクにも直面しています。

このソリューションでは Azure Data Lake を使用して、レポート作成や分析に必要な大量のデータを格納します。 このデータは Azure Synapse を使用して分析され、機械学習モジュールや Power BI の視覚化に使用されます。 Synapse では、X 線画像などの非構造化データをプルし、機械学習アルゴリズムにフィードして、解釈を生成することもできます。 これらの解釈は、画像のスナップショットと共に Microsoft Word 文書に格納されます。 このドキュメントは、後で参照できるように、BLOB またはファイルとして Dataverse に格納されます。

考えられるユース ケース

このソリューションは、医療業界に最適です。 また、このシナリオでは、多くの業界に適用可能な次の機能もデモンストレーションします。

  • 複数のソースから構造化および非構造化データを収集し、Power BI を使用して傾向や分析情報を視覚化する。
  • これらの分析情報に基づいて、自動化された運用タスクを設定する。
  • 機械学習を使用してさまざまなシステムのデータを解釈し、システム内のさまざまな役割を支援する。
  • Microsoft Teams を使用して、データと分析情報を安全に共有し、さまざまな部署や役割と共同作業を行う。

考慮事項

以降の考慮事項には、ワークロードの品質向上に使用できる一連の基本原則である Azure "Well-Architected Framework" の要素が組み込まれています。 詳細については、「Microsoft Azure Well-Architected Framework」を参照してください。

セキュリティ

セキュリティは、重要なデータやシステムの意図的な攻撃や悪用に対する保証を提供します。 詳細については、「セキュリティの重要な要素の概要」を参照してください。

Microsoft Cloud for Healthcare を利用するアーキテクチャのセキュリティに関する考慮事項は、ここでも適用されます。 たとえば、「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」で説明されているセキュリティに関する考慮事項を参照してください。

コストの最適化

コストの最適化とは、不要な費用を削減し、運用効率を向上させる方法を検討することです。 詳しくは、コスト最適化の柱の概要に関する記事をご覧ください。

このアーキテクチャの価格に関する考慮事項は、「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」のものと同様です。

このシナリオのデプロイ

このソリューションをデプロイするには、「Microsoft Cloud for Healthcare によるバーチャル医療」の手順 1〜4 を実施します。

特にこのソリューション用に作成された追加のコンポーネントを次に示します。 同様のアプリケーションを作成することも、既存の EHR システムによって提供されるツールを使用することも選択できます。

  1. 患者モニタリング キュー
  2. ED キュー
  3. Power BI レポートと視覚化
  4. デバイスのしきい値と診断検査の使用可能性に関する Power Automate 通知
  5. マシンで生成された診断結果などの機械学習アルゴリズム
  6. Social Determinants アプリと満足度調査アプリ

共同作成者

この記事は、Microsoft によって保守されています。 当初の寄稿者は以下のとおりです。

プリンシパルの作成者:

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