◆馬錫坤韓 雄陳一君薛以鋒林亞忠

醫(yī)院信息化云計(jì)算應(yīng)用的可行性分析*

◆馬錫坤1韓 雄2陳一君3薛以鋒4林亞忠5

通過(guò)分析醫(yī)院信息化阻礙因素以及云計(jì)算技術(shù)的構(gòu)成與優(yōu)勢(shì)，確定云計(jì)算在醫(yī)院信息化應(yīng)用中的可行性方案、面臨問(wèn)題及應(yīng)用效益。云計(jì)算應(yīng)用的重點(diǎn)在基礎(chǔ)平臺(tái)、信息應(yīng)用、運(yùn)維管理、軟件系統(tǒng)等方面。在醫(yī)院信息化云計(jì)算應(yīng)用過(guò)程中，要更新觀念，合理規(guī)劃，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

云計(jì)算；虛擬化；信息化建設(shè)；數(shù)字化醫(yī)院；可行性

First_author′s addressGeneral Hospital of Nanjing Military District,Nanjing,Jiangsu,210002,China

信息化建設(shè)是醫(yī)院加強(qiáng)科學(xué)管理的推進(jìn)器,是提高質(zhì)量效益的倍增器,是實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的催化器［1］。信息化建設(shè)是醫(yī)院現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢(shì)和必由之路［2］。但傳統(tǒng)的醫(yī)院信息化建設(shè)模式、應(yīng)用模式和管理模式,已不能適應(yīng)新形勢(shì)、新任務(wù)和新技術(shù)發(fā)展的要求［3］。當(dāng)前,以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、BYOD等為代表的新一代信息技術(shù)發(fā)展十分迅猛,這為醫(yī)院信息化建設(shè)注入了新的動(dòng)力。因此,應(yīng)該推動(dòng)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,逐步實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)新模式。

1 阻礙因素分析

傳統(tǒng)的醫(yī)院信息基礎(chǔ)平臺(tái)是“煙囪式”ⅠT資源配置模式,應(yīng)用系統(tǒng)軟件是和硬件資源捆綁起來(lái)建設(shè)的,各自運(yùn)行著HⅠS、LⅠS、PACS等應(yīng)用系統(tǒng)［4］。由于每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)都由一臺(tái)服務(wù)器單獨(dú)提供服務(wù),服務(wù)器一旦宕機(jī)業(yè)務(wù)就會(huì)直接中斷。而數(shù)據(jù)備份則是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的,多數(shù)要進(jìn)行手工操作,容災(zāi)策略異常復(fù)雜。與此同時(shí),醫(yī)院的硬件資源利用率卻很低,網(wǎng)絡(luò)核心及主要匯聚交換機(jī)采取的是一主一備模式。醫(yī)院各類工作站使用的都是“胖客戶端”PC,存在部署慢、運(yùn)維難、能耗高、安全性差等問(wèn)題。

醫(yī)院信息化建設(shè)過(guò)程是一個(gè)不斷對(duì)內(nèi)外變化條件進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。當(dāng)醫(yī)院信息化建設(shè)發(fā)展舉步維艱時(shí),如何化解這些阻礙因素,建立可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)新模式,是醫(yī)院信息化建設(shè)的首要任務(wù)。醫(yī)院信息化建設(shè)不僅需要先進(jìn)的技術(shù),更重要的是在建設(shè)應(yīng)用模式上進(jìn)行深層次的變革。

2 云計(jì)算技術(shù)的構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量的資源池上,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要獲取存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)［5］。所謂“云”就是提供資源的網(wǎng)絡(luò),是一些能自我管理和維護(hù)的虛擬計(jì)算資源。在使用者看來(lái),“云”資源是可以無(wú)限擴(kuò)展的,并且可以隨時(shí)獲取,按需使用。云計(jì)算打破了原有計(jì)算模式,已成為ⅠT業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

云計(jì)算的核心理念是資源池［6］,通常是指一些大規(guī)模服務(wù)器群,包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)資源等。云計(jì)算將計(jì)算資源集中起來(lái),通過(guò)專門軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理,無(wú)需人為參與。從技術(shù)角度看,云計(jì)算是分布式處理、并行計(jì)算、虛擬化和網(wǎng)格計(jì)算等傳統(tǒng)信息技術(shù)的發(fā)展和融合［7-8］。其關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、海量數(shù)據(jù)管理、編程模式等。云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)體系可分為核心服務(wù)、服務(wù)管理、用戶訪問(wèn)接口3層［9］。核心服務(wù)層將硬件基礎(chǔ)設(shè)施、軟件運(yùn)行環(huán)境、應(yīng)用程序抽象成服務(wù),這些服務(wù)具有可靠性強(qiáng)、可用性高、規(guī)模可伸縮等特點(diǎn),可以滿足數(shù)字化醫(yī)院多樣化需求。服務(wù)管理層為核心服務(wù)提供支持,進(jìn)一步確保核心服務(wù)的可靠性、可用性與安全性。用戶訪問(wèn)接口層可以實(shí)現(xiàn)終端用戶到“云”計(jì)算數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。

3 可行性方案

與云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)的建設(shè)模式進(jìn)行對(duì)照,傳統(tǒng)的醫(yī)院信息化建設(shè)問(wèn)題越來(lái)越明顯?；谠朴?jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院轉(zhuǎn)型發(fā)展的創(chuàng)新模式［10］?；谠朴?jì)算的數(shù)字化醫(yī)院信息平臺(tái)按照建設(shè)內(nèi)容,可分為信息基礎(chǔ)平臺(tái)、信息應(yīng)用平臺(tái)、信息運(yùn)維平臺(tái),體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。云計(jì)算為醫(yī)院信息化帶來(lái)了全新的服務(wù)模式,即醫(yī)療衛(wèi)生信息化的Ⅰaas(Ⅰnfrastructure as a Service,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS (Platform as a Service,平臺(tái)即服務(wù)）和SaaS(Software as a Service,軟件即服務(wù)）模式。

云計(jì)算為存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)提供了幾乎無(wú)限大的空間,也為完成各類應(yīng)用提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力。從總體設(shè)計(jì)架構(gòu)來(lái)看,云計(jì)算在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用將在以下4個(gè)方面取得突破。

一是基礎(chǔ)平臺(tái)。通過(guò)構(gòu)建計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、桌面資源池、安全資源池,建立平臺(tái)整體部署、資源按需配置、系統(tǒng)安全保障的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心和虛擬桌面［11］,搭建5個(gè)功能云平臺(tái)(生產(chǎn)云、測(cè)試云、容災(zāi)云、桌面云、安全云）,組成完整的醫(yī)院信息基礎(chǔ)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)粗放型向現(xiàn)代集約型投入轉(zhuǎn)變,從煙囪式向虛擬化應(yīng)用部署轉(zhuǎn)型,提高信息設(shè)備利用率,提升信息系統(tǒng)安全性,充分發(fā)揮信息資源效能。

二是信息應(yīng)用。發(fā)揮云計(jì)算平臺(tái)的虛擬化、云存儲(chǔ)、分布式計(jì)算等優(yōu)勢(shì),在管理上實(shí)現(xiàn)泛在式信息服務(wù),全面提升管理效率和醫(yī)療質(zhì)量。通過(guò)應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)巨量數(shù)據(jù)的即時(shí)計(jì)算,解決醫(yī)療信息化瓶頸,為醫(yī)療數(shù)據(jù)提供全新的應(yīng)用模式［12］。

三是運(yùn)維管理。依托新型優(yōu)質(zhì)高效安全的信息基礎(chǔ)平臺(tái)和信息應(yīng)用平臺(tái),打造基于云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)的運(yùn)維管理平臺(tái),建立信息平臺(tái)集中式管理、零宕機(jī)維護(hù)、快捷化響應(yīng)的新方法。資源池化使整個(gè)數(shù)據(jù)中心從原來(lái)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)向虛擬化的扁平結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,簡(jiǎn)化了整個(gè)數(shù)據(jù)中心的邏輯架構(gòu),使得數(shù)據(jù)中心的管理、運(yùn)維更加簡(jiǎn)單和高效,保證了信息平臺(tái)的穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。

四是軟件系統(tǒng)。利用云計(jì)算技術(shù),積極探索基于云平臺(tái)的“區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)”、“區(qū)域電子病歷質(zhì)控系統(tǒng)”、“健康網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)”和“績(jī)效考評(píng)與全成本核算系統(tǒng)”等新型管理系統(tǒng),充分發(fā)揮云計(jì)算服務(wù)模式的功效。軟件系統(tǒng)由條塊分割到集成融合,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生信息化應(yīng)用系統(tǒng)高度集成,功能有機(jī)融合,數(shù)據(jù)智能處理,軟件敏捷開(kāi)發(fā),加快服務(wù)模式轉(zhuǎn)型,全面推進(jìn)醫(yī)院信息化內(nèi)涵建設(shè)。

4 面臨問(wèn)題

基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)技術(shù)性、專業(yè)性、整體性較強(qiáng),短期經(jīng)費(fèi)投入大,建設(shè)周期長(zhǎng)。也面臨著一定的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。因此,在建設(shè)過(guò)程中,要更新觀念,合理規(guī)劃,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),安全遷移生產(chǎn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù),保證平臺(tái)安全穩(wěn)定,確保云計(jì)算工程在醫(yī)院順利實(shí)施［13］。

圖1 基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院信息平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

第一,要做好設(shè)計(jì)規(guī)劃。作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)涉及到醫(yī)院的機(jī)房、服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件等內(nèi)容。如計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)帶寬和負(fù)載均衡、云桌面“啟動(dòng)風(fēng)暴”、數(shù)據(jù)安全等。其中性能最低的節(jié)點(diǎn)將決定整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)的總體性能。因此要特別注重頂層設(shè)計(jì),做好整體規(guī)劃［14］。同時(shí),要認(rèn)識(shí)到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心整體規(guī)劃的重要性,而不是簡(jiǎn)單的服務(wù)器虛擬化。第二,要合理調(diào)配資源。在實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)先分析醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的類型,各業(yè)務(wù)所需的ⅠO、CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)空間,并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)特點(diǎn),優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)類型,并有針對(duì)性地進(jìn)行資源調(diào)配。第三,要嚴(yán)格控制質(zhì)量。在平臺(tái)搭建、軟件部署、運(yùn)維管理等環(huán)節(jié),要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化建設(shè),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),確保云計(jì)算平臺(tái)的高可用性和高穩(wěn)定性。第四,要有序穩(wěn)步推進(jìn)。云計(jì)算將帶來(lái)醫(yī)院信息基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)架的顛覆性改變,數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)涉及到醫(yī)院所有的應(yīng)用系統(tǒng),特別是涉及到醫(yī)療秩序與安全。由于醫(yī)療業(yè)務(wù)的特殊性,不能因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)而打亂正常醫(yī)療工作秩序,因此要從實(shí)際出發(fā),確保工程建設(shè)有序展開(kāi)、穩(wěn)步推進(jìn)。

5 應(yīng)用效益

基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè),不僅是技術(shù)創(chuàng)新,更是數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)模式、應(yīng)用模式和管理模式的創(chuàng)新［15］。2013年,南京軍區(qū)經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研論證和深入研究探討,認(rèn)為將云計(jì)算技術(shù)作為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)轉(zhuǎn)型的重要途徑時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。為此,決定在全區(qū)全面推行基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)工程,稱之為“醫(yī)云工程”。實(shí)踐證明,云計(jì)算工程對(duì)醫(yī)院全面建設(shè)和持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著三個(gè)方面的作用：

一是有利于醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的全方位提高。醫(yī)院只有不斷跟蹤最新的信息技術(shù),才能構(gòu)建出具有高附加值、高品質(zhì)、個(gè)性化和強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的信息支撐平臺(tái)?；谠朴?jì)算的電子病歷、醫(yī)學(xué)影像、移動(dòng)醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)診等系統(tǒng)的應(yīng)用,使醫(yī)務(wù)人員在獲取、傳遞、利用信息資源方面,更加靈活、快捷、廣域和開(kāi)放,極大地提高了醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

二是有利于運(yùn)營(yíng)管理決策的科學(xué)化。醫(yī)院競(jìng)爭(zhēng)力水平很大程度上取決于瞬間獲取信息和處理信息的能力?；谠朴?jì)算的醫(yī)院管理信息平臺(tái),將使醫(yī)院管理突破時(shí)域和空域的限制,醫(yī)院各種信息在云計(jì)算平臺(tái)上形成一個(gè)海量信息流,增強(qiáng)了決策的合理性、科學(xué)性,提高了醫(yī)院決策效率和決策水平。

三是有利于醫(yī)院內(nèi)涵建設(shè)。應(yīng)用云計(jì)算技術(shù),可以高度整合和共享信息資源,實(shí)現(xiàn)信息資源按需使用,提高信息資源利用率,提升信息平臺(tái)可用性,保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展,還可以節(jié)約硬件采購(gòu)成本和系統(tǒng)運(yùn)行成本,如整個(gè)南京軍區(qū)就節(jié)約經(jīng)費(fèi)數(shù)千萬(wàn)元。

［1］ 曹文獻(xiàn).關(guān)于加快數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)發(fā)展的思考［J］.東南國(guó)防醫(yī)藥,2010,12 (6）：1-2.

［2］ 易學(xué)明,胡新勇,楊國(guó)斌,等.以信息化平臺(tái)推進(jìn)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)［J］.解放軍醫(yī)院管理雜志,2010,17(7）：616-618.

［3］ 馬錫坤,韓 雄,史兆榮,等.南京軍區(qū)“醫(yī)云工程”建設(shè)需求分析［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8(5）：8-11.

［4］ 趙伯誠(chéng),朱元元,馬錫坤,等.南京軍區(qū)“醫(yī)云工程”實(shí)踐與效果分析［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8(5）：16-19.

［5］ 高 林,宋相倩,王潔萍.云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.微型機(jī)與應(yīng)用,2011, 30(10）：5-7,11.

［6］ 劉 鵬.云計(jì)算［M］.2版.北京：電子工業(yè)出版社,2011.

［7］ Amazon.Amazon EC2 Getting Started Guide［EB/OL］.http：//docs.amazonwebservices.com/AmazonEC2/gsg/2006-06-26/introduction.html,2006-06-26.

［8］ Chen Kang,Zheng Weimin.Cloud computing：System instances and current research［J］.Journal of Software,2009,20(5）：1337-1348,2009.

［9］ 陳一君,韓 雄,馬錫坤,等.南京軍區(qū)“醫(yī)云工程”技術(shù)架構(gòu)體系［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8(5）：12-15.

［10］ 李華才.強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)軍隊(duì)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)模式轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)變的重大舉措［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8(5）：1.

［11］ 馬錫坤,楊國(guó)斌,于京杰.基于虛擬化的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心整體解決方案［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27(12）：62-64,92.

［12］ 馬錫坤.基于云計(jì)算平臺(tái)的醫(yī)療信息應(yīng)用模式的探討［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備, 2013,28(11）：84-85.

［13］ 林亞忠,吳光珍,許 敏,等.南京軍區(qū)“醫(yī)云工程”實(shí)施中的問(wèn)題與對(duì)策［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8(5）：20-22.

［14］ 馬錫坤,史兆榮,王與榮,等.基于云計(jì)算的醫(yī)院信息基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2013,26(7）：738-740.

［15］ 李華才.全面推行基于云計(jì)算的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)工程-訪南京軍區(qū)聯(lián)勤部衛(wèi)生部方勝昔部長(zhǎng)［J］.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2013,8 (5）：2-5.

Feasibility Analysis on the App lication of Cloud Computing in Hospital Inform atization

MA Xikun,HAN Xiong, CHEN Yijun,et al.

Through the analysis of the obstruction factors in hospital informatization,constitute and benefits of cloud computing technology,the feasibility,problems and efficiency of the application of the cloud computing in hospital informatization was determined.The key aspects of theapplication of the cloud computingwere fundamental platform,information application,operation and maintenancemanagement,software systems,etc.Ⅰn the application of cloud computing in hospital informatization,new ideas,rational planning and risk control are needed.

Cloud Computing；Virtualization；Ⅰnformatization Construction；Digital Hospital；Feasibility

2014-06-25

DOⅠ:10.13912/j.cnki.chqm.2014.21.6.06

南京軍區(qū)衛(wèi)勤專項(xiàng)課題:基于云計(jì)算的醫(yī)院信息技術(shù)平臺(tái)的構(gòu)建與研究,編號(hào):12WQZ04

馬錫坤1韓 雄2陳一君3薛以鋒4林亞忠5

1 南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 江蘇 南京 210002

2 南京軍區(qū)聯(lián)勤部衛(wèi)生信息管理中心 江蘇 南京 210016

3 解放軍第101醫(yī)院信息科 江蘇 無(wú)錫 214044

Chinese Health Quality M anagement,2014,21（6）:18-20

馬錫坤:南京軍區(qū)南京總醫(yī)院信息科副主任

E-mail:maxikun@163.com

修回日期:2014-09-15

責(zé)任編輯:姚 濤