◆孫中海楊叔禹姚冠華孫 衛(wèi)王繼偉

區(qū)域云計(jì)算醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè):以廈門(mén)市健康醫(yī)療云實(shí)踐為例*

◆孫中海1楊叔禹2姚冠華2孫 衛(wèi)2王繼偉3*

如何利用云計(jì)算技術(shù)提升醫(yī)療衛(wèi)生信息化服務(wù)質(zhì)量需要不斷探索。文章以健康醫(yī)療云建設(shè)為研究背景，以廈門(mén)市健康醫(yī)療云為例，闡述了健康醫(yī)療云的建設(shè)目標(biāo)以及在實(shí)踐過(guò)程中遇見(jiàn)的問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探討。

醫(yī)療衛(wèi)生；云計(jì)算；信息服務(wù)平臺(tái)

First_author′s addressCenter HealthⅠnformation in Xiamen City,Xiamen,Fujian,361003,China

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及醫(yī)改的不斷推進(jìn),人們對(duì)區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息化服務(wù)的要求越來(lái)越高。健康醫(yī)療信息化的服務(wù)對(duì)象希望能夠快速便捷地接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù),以便獲取所需數(shù)據(jù)；希望數(shù)據(jù)的建立和存儲(chǔ)能夠?qū)崿F(xiàn)充分共享,以便操作更加容易、方便；希望使用的數(shù)據(jù)能夠得到安全性保障。這一系列需求就促成了云計(jì)算在健康醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用［1］。

1 健康醫(yī)療云建設(shè)的背景及目標(biāo)

分析多年來(lái)對(duì)區(qū)域醫(yī)療信息化的實(shí)踐與探索［2］,以及全國(guó)各地推進(jìn)區(qū)域衛(wèi)生信息化的現(xiàn)狀,不難發(fā)現(xiàn),整體區(qū)域衛(wèi)生信息化取得了較大的突破,基本實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療信息的互聯(lián)互通以及初步的信息共享。但仍有很多問(wèn)題需要解決,如系統(tǒng)復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)難以落地、軟硬件投入巨大、信息系統(tǒng)運(yùn)維困難等。這些困難促使區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè)從技術(shù)性思考轉(zhuǎn)向?qū)ㄔO(shè)模式的深層次思考。如果轉(zhuǎn)變思路,將區(qū)域醫(yī)療信息化作為一種服務(wù)來(lái)供給,則可能為區(qū)域醫(yī)療信息化打開(kāi)新的局面。而基于云計(jì)算的區(qū)域醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)(健康醫(yī)療云）是當(dāng)前較為適宜的解決方案。

健康醫(yī)療云就是充分利用云計(jì)算并行的、分布式的特征,將計(jì)算資源虛擬化,根據(jù)健康醫(yī)療信息服務(wù)提供者與用戶(hù)事先商定好的服務(wù)協(xié)議,提供動(dòng)態(tài)服務(wù)。由于醫(yī)療衛(wèi)生的特殊性,一般健康醫(yī)療信息服務(wù)提供者都將其作為一種私有云來(lái)建設(shè),通過(guò)區(qū)域網(wǎng)或者專(zhuān)用的廣域網(wǎng)為用戶(hù)提供服務(wù)。健康醫(yī)療云中的資源在用戶(hù)看來(lái)是可以無(wú)限擴(kuò)展的,并且可以在被授權(quán)前提下隨時(shí)獲取、按需使用、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、按使用付費(fèi)。健康醫(yī)療信息服務(wù)提供者只需將其作為一種服務(wù)提供給服務(wù)對(duì)象,取用方便,費(fèi)用低廉［3］。

2 廈門(mén)市健康醫(yī)療云建設(shè)實(shí)踐

目前,國(guó)內(nèi)很多城市都在嘗試將云計(jì)算應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè),但大多都是硬件資源的集中存放,還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大面積信息資源的虛擬化［4］。廈門(mén)市目前正在大力推進(jìn)健康醫(yī)療云建設(shè),依托中國(guó)電信技術(shù)優(yōu)勢(shì),建立了統(tǒng)一的資源池,實(shí)現(xiàn)了部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)和區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)的遷移,并正常運(yùn)行。

2.1 平臺(tái)架構(gòu)

健康醫(yī)療云平臺(tái)按照《福建省醫(yī)院信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)實(shí)施方案》中的三級(jí)等保要求建設(shè)。各醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用專(zhuān)有云,區(qū)域信息系統(tǒng)及公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)使用共享云,公眾服務(wù)落地在公有云上,并實(shí)現(xiàn)相對(duì)邏輯分離。同時(shí)內(nèi)外網(wǎng)應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)同城容災(zāi)及異地備份能力。網(wǎng)絡(luò)方面借用原有區(qū)域平臺(tái)衛(wèi)生信息專(zhuān)網(wǎng)(VPN）,按照網(wǎng)絡(luò)流量大小的負(fù)載均衡,實(shí)現(xiàn)各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)接入應(yīng)用。健康醫(yī)療云平臺(tái)如圖1所示。

2.2 部署策略

在Ⅰaas層,將基礎(chǔ)設(shè)施資源(計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）進(jìn)行虛擬化和池化管理,便于實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配、再分配和回收。目前,資源池主要分為計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池。即分別對(duì)應(yīng)圖1中的主機(jī)資源池、存儲(chǔ)空間池、網(wǎng)絡(luò)資源池等。同時(shí)也包括軟件和數(shù)據(jù)等,可實(shí)現(xiàn)差別化的應(yīng)用部署。在服務(wù)方面主要以提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源為主,在資源分配上以流程審批的方式申請(qǐng),主要目的在于提高基礎(chǔ)設(shè)施資源的使用率,降低建設(shè)和維護(hù)成本。

在PaaS層,整合云平臺(tái)的醫(yī)療信息資源、通訊能力、數(shù)據(jù)分析能力等,提供醫(yī)療資源接口、通訊資源接口、數(shù)據(jù)接口,為實(shí)現(xiàn)微信、呼叫中心等應(yīng)用提供了一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)。通過(guò)提供軟件開(kāi)發(fā)、管理與托管運(yùn)行平臺(tái),為新建系統(tǒng)和原有系統(tǒng)改造提供軟件開(kāi)發(fā)和測(cè)試環(huán)境,同時(shí)將現(xiàn)有的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)功能納入到集中的SOA平臺(tái)上,有效地復(fù)用和編排組織內(nèi)部的應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)。

在SaaS層,考慮到目前市場(chǎng)上未見(jiàn)成熟的云計(jì)算醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件,將二級(jí)以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用原有應(yīng)用軟件遷移至區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái),并進(jìn)行適當(dāng)云化完善修改,以滿足醫(yī)院、公共衛(wèi)生、區(qū)域平臺(tái)、公眾服務(wù)及健康管理等的業(yè)務(wù)需求。并提供如預(yù)約、健康信息、健康自助管理設(shè)備接入等應(yīng)用服務(wù),方便用戶(hù)及時(shí)獲取相關(guān)應(yīng)用?；鶎俞t(yī)療機(jī)構(gòu)采用統(tǒng)一的B/ S/S架構(gòu)模式,相關(guān)基層醫(yī)療衛(wèi)機(jī)構(gòu)無(wú)需開(kāi)發(fā),可基本滿足業(yè)務(wù)需求［5］。

3 實(shí)施情況

(1）平臺(tái)資源。廈門(mén)市健康醫(yī)療云平臺(tái)(一期）資源池配置了超過(guò)1 000個(gè)vCPU、2000G內(nèi)存、100T影像存儲(chǔ)的計(jì)算資源池和存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池,建設(shè)完成了完整的云平臺(tái)體系架構(gòu),包括云計(jì)算安全環(huán)境、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控平臺(tái)。

(2）接入機(jī)構(gòu)。目前已將廈門(mén)市第三醫(yī)院、海滄醫(yī)院、仙岳醫(yī)院、口腔醫(yī)院、市衛(wèi)生局、急救中心、疾控中心、衛(wèi)生監(jiān)督所及所有基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)等92個(gè)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)。

(3）接入的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。接入的業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括市民健康信息系統(tǒng)、婦幼保健系統(tǒng)、區(qū)域績(jī)效考核系統(tǒng)、慢病一體化系統(tǒng)、重癥精神病信息系統(tǒng)、基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)院業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等12個(gè)業(yè)務(wù)與管理信息系統(tǒng)。

(4）提供的服務(wù)。除就診預(yù)約、健康查詢(xún)、自助健康監(jiān)測(cè)與管理、健康保險(xiǎn)理賠查詢(xún)等服務(wù)外,還建立了健康管理公共服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了各類(lèi)健康管理終端設(shè)備的智能接入,滿足了身高、體重、體溫、血壓、血糖、心電、腰圍、血氧、肺功能、骨密度、人體脂肪測(cè)量、血脂檢測(cè)儀、動(dòng)脈硬化、運(yùn)動(dòng)(計(jì)步、距離、消耗卡路里）等14項(xiàng)健康管理終端指標(biāo)的收集,實(shí)現(xiàn)了健康管理終端數(shù)據(jù)與社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的及時(shí)推送,并與廈門(mén)市民健康信息系統(tǒng)有機(jī)融合［3］。這為社區(qū)慢病管理服務(wù)提供了豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源,為第三方參與健康管理模式提供了環(huán)境。借助健康管理公共服務(wù)平臺(tái),居民可利用各種健康管理終端,將個(gè)人體檢數(shù)據(jù)上傳至云端。結(jié)合廈門(mén)市區(qū)域平臺(tái)建立個(gè)人完整的電子健康數(shù)據(jù)庫(kù)(HER）,便于健康管理機(jī)構(gòu)為其提供更好的健康管理規(guī)劃。

圖1 廈門(mén)市健康醫(yī)療云平臺(tái)架構(gòu)

(5）運(yùn)行情況。健康醫(yī)療云平臺(tái)投入運(yùn)行以來(lái),運(yùn)行穩(wěn)定。通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行虛擬化和集中建設(shè),實(shí)現(xiàn)了資源集約化,資源集中的成本優(yōu)勢(shì)較明顯。包括數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi),節(jié)約了超20%的硬件投入費(fèi)用,CPU使用資源節(jié)省了65%,內(nèi)存使用資源節(jié)省了83%,如表1所示。由于多數(shù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)真正的云化,從監(jiān)控情況看,除一期投入的資源除存儲(chǔ)資源使用得較充分外,CPU及內(nèi)存仍有較多資源空閑,未能達(dá)到動(dòng)態(tài)資源分配。

4 討論

4.1 云條件下業(yè)務(wù)系統(tǒng)的改造

一些醫(yī)療信息系統(tǒng)使用C/S結(jié)構(gòu),對(duì)云平臺(tái)的Ⅰ/O占用較大,且對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高,系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)虛擬化,建議將現(xiàn)有C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)改造成B/S或B/S/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。有些系統(tǒng)需要使用U-KEY等設(shè)備,暫時(shí)也不能實(shí)現(xiàn)虛擬化管理,建議采用別的加密方式來(lái)改造。因此什么樣的系統(tǒng)適合云平臺(tái),什么樣的系統(tǒng)不適合云平臺(tái),需要符合什么標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入云平臺(tái),不適合云平臺(tái)的信息系統(tǒng)需要做什么樣的調(diào)整,都值得商討。

4.2 云條件下網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改造

廈門(mén)市健康醫(yī)療云是以原廈門(mén)市醫(yī)療衛(wèi)生專(zhuān)網(wǎng)(以衛(wèi)生信息中心為節(jié)點(diǎn)）為基礎(chǔ)。由于衛(wèi)生信息系統(tǒng)外聯(lián)的信息系統(tǒng)較多,有的機(jī)構(gòu)還有下掛的子網(wǎng)絡(luò),而一些信息系統(tǒng)遷移后,使用終端未進(jìn)行配置,服務(wù)端需進(jìn)行ⅠP地址映射,這些都造成了整個(gè)醫(yī)療衛(wèi)生專(zhuān)網(wǎng)異常復(fù)雜,配置繁瑣,造成網(wǎng)絡(luò)維護(hù)困難。因此,建議下一步對(duì)整個(gè)醫(yī)療衛(wèi)生專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行徹底改造,建成以醫(yī)療云為中心的星形網(wǎng)絡(luò),較大的醫(yī)療機(jī)構(gòu)可采用專(zhuān)用裸光纖,基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)可應(yīng)用虛擬專(zhuān)網(wǎng)。

4.3 建立云條件下的運(yùn)維體系

由于可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有限,目前僅制定了簡(jiǎn)單的運(yùn)維管理辦法和流程,可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源申請(qǐng)、變更、退訂處理,障礙協(xié)調(diào)處理、仲裁,安全巡檢、應(yīng)急演練,維護(hù)信息發(fā)布等初級(jí)功能。事實(shí)上,類(lèi)似的運(yùn)維管理還很多,需要建立較完善的運(yùn)維體系,才能保障平臺(tái)安全有效運(yùn)行。

4.4 建立更加節(jié)省的資源池

健康醫(yī)療云平臺(tái)資源建成后,很多醫(yī)院負(fù)責(zé)人對(duì)云平臺(tái)都很感興趣。如何讓他們真正體會(huì)到節(jié)約成本、服務(wù)廉價(jià)的優(yōu)勢(shì),也是我們需要探討的問(wèn)題。在推進(jìn)健康醫(yī)療云的建設(shè)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),其實(shí)云平臺(tái)搭建有很多不同的處理模式,每一種模式的建設(shè)費(fèi)用都不相同。如醫(yī)療信息子系統(tǒng)諸多,哪些該做到應(yīng)用備份,哪些只需做簡(jiǎn)單備份,都需要精細(xì)考量。另外在建設(shè)過(guò)程中如何降低建設(shè)成本也非常重要,如資源的動(dòng)態(tài)分配,網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)劑等。

4.5 建立平臺(tái)運(yùn)行長(zhǎng)效機(jī)制

當(dāng)前,我國(guó)云平臺(tái)初期建設(shè)一般是由財(cái)政投入,如何持續(xù)運(yùn)營(yíng),需要建立一套長(zhǎng)效機(jī)制,特別是服務(wù)收費(fèi)模式。公共部分的操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等可以統(tǒng)一建設(shè),但是日益增長(zhǎng)的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源是按照存儲(chǔ)量計(jì)費(fèi)還是按照使用的CPU或內(nèi)存多少來(lái)計(jì)費(fèi)等,這些都需要商榷。現(xiàn)階段,各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)只會(huì)用軟硬件投入成本與云平臺(tái)的投入成本進(jìn)行比較。

表1 云化資源前后對(duì)比

總之,由于醫(yī)療衛(wèi)生體系自身業(yè)務(wù)的復(fù)雜性,同時(shí)涉及到多方配合的原因以及客戶(hù)化的定制等,健康醫(yī)療云建設(shè)需要探索和解決的問(wèn)題還很多,需要業(yè)界進(jìn)行深入研究。但不可否認(rèn)的是,通過(guò)云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的集約化,不僅可以使復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)單化,而且可以大大節(jié)約建設(shè)成本和運(yùn)維成本。相信健康醫(yī)療云將提供更系統(tǒng)、更全面的醫(yī)療健康信息,為患者提供更優(yōu)質(zhì)、更便捷的服務(wù)；為醫(yī)生的臨床決策、療效觀察、治療隨訪提供更高效的途徑；為政策決策者提供更詳實(shí)的數(shù)據(jù)資料。

［1］ 董建成,楊 劍.基于云計(jì)算的電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)理念與實(shí)踐［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2011.8(08）：44-46.

［2］ 孫 衛(wèi),孫中海.基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息系統(tǒng)應(yīng)用研究［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2011,6(11）：24-26.

［3］ 孫中海,孫 衛(wèi).基于云計(jì)算的區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè)模式思考［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2011,6(12）：47-50.

［4］ 岳紅麗,張 侃.云計(jì)算在區(qū)域醫(yī)療信息化中的應(yīng)用探索［J］.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化2012,28(8）：145-147,151.

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The Construction of Regional M edical In formation Service Platform Based Cloud Com puting:Exam ple form the Health M edical Cloud in Xiamen

SUN Zhonghai,YANG Shuyu,YAO Guanhua,et al.

Along with the internet applicationmore convenient andmedical reform,the people of health informationmanagement services and refinement of the increasingly high demand.How to use cloud computing technology promoting health information service quality,we have to learn by trial and error.This article from the background of healthmedical cloud construction,elaborate the goal and the practice of healthmedical cloud construction,discuss the problem when practice.This is only for reader′s references.

Medical Health；Cloud Computing；Ⅰnformation Service Platform

王繼偉:廈門(mén)大學(xué)附屬成功醫(yī)院信息科主任E-mail:kingwei1208@sina.com

2014-07-07

DOⅠ:10.13912/j.cnki.chqm.2014.21.6.05

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃（編號(hào):2011BAH15B08）

孫中海1楊叔禹2姚冠華2孫 衛(wèi)2王繼偉3*

通信作者:王繼偉

1 廈門(mén)市衛(wèi)生信息中心 福建 廈門(mén) 361003

2 廈門(mén)市衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì) 福建 廈門(mén) 361003

3 廈門(mén)大學(xué)附屬成功醫(yī)院 福建 廈門(mén) 361003

Chinese Health Quality M an_ agement,2014,21（6）:15-17

修回日期:2014-09-15

責(zé)任編輯:姚 濤