石峻峰 李廣都

(南京航空航天大學(xué) 南京210016) (南京理工大學(xué) 南京210094)

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?醫(yī)學(xué)信息技術(shù)?

云計算環(huán)境下電子病歷管理探究*

石峻峰 李廣都

(南京航空航天大學(xué) 南京210016) (南京理工大學(xué) 南京210094)

分析現(xiàn)階段電子病歷管理面臨的困境，闡明云計算的核心思想，提出現(xiàn)代醫(yī)院應(yīng)利用云計算的技術(shù)優(yōu)勢來提高電子病歷管理水平。具體介紹云計算在電子病歷管理中的應(yīng)用對策，包括一體化管理理念、數(shù)據(jù)整合、管理系統(tǒng)構(gòu)建及數(shù)據(jù)安全防護(hù)等方面。

電子病歷；數(shù)據(jù)管理；云計算

1 引言

電子病歷(Electronic Medical Records, EMR)也稱計算機化的病案系統(tǒng)或基于計算機的病人記錄，是用電子設(shè)備(計算機、健康卡)保存、管理、傳輸和重現(xiàn)的數(shù)字化的病人醫(yī)療記錄，取代手寫紙張病歷。長期以來，由于電子病歷原始憑證性得不到有效保障，因此我國仍堅持紙質(zhì)病歷與電子病歷并存的“雙軌制”管理模式，造成工作的重復(fù)和資源的極大浪費。2013年11月國家衛(wèi)生計生委和國家中醫(yī)藥管理局聯(lián)合頒布的《醫(yī)療機構(gòu)病歷管理規(guī)定(2013年版)》(以下簡稱“新規(guī)定”)第四條明確指出電子病歷與紙質(zhì)病歷具有同等效力，從而確立了電子病歷的法律地位。電子病歷是醫(yī)院信息管理系統(tǒng)的重要組成部分，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，依托云計算進(jìn)行電子病歷系統(tǒng)的升級和改造，現(xiàn)有的“雙軌制”管理模式將被淘汰，基于云計算的電子病歷管理將是醫(yī)院信息化建設(shè)的必然趨勢。

2 現(xiàn)階段電子病歷管理面臨的困境

2.1 數(shù)據(jù)整合難度大

一方面，由于患者在醫(yī)院診治過程中，可能會涉及多個醫(yī)療系統(tǒng)，先后由多位醫(yī)護(hù)人員診治，這些數(shù)據(jù)較為分散，數(shù)據(jù)信息收集和整合具有一定的困難；另一方面，如果患者從外地轉(zhuǎn)診而來，鑒于目前還未實現(xiàn)電子病歷全國聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)診患者以前的電子病歷整合難度則更大，也是目前存在的信息盲區(qū)。

2.2 海量信息存儲要求高

隨著醫(yī)療信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，醫(yī)院的HIS、CIS、PACS、LIS等信息系統(tǒng)產(chǎn)生了大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，其中相當(dāng)一部分需要作為電子病歷歸檔保存，這些數(shù)據(jù)增長速度快、體量巨大、格式多樣，對存儲提出了更高的要求。為了有效地存儲這些數(shù)據(jù)，原先采購的存儲系統(tǒng)經(jīng)過多次擴充，存儲方式從直連存儲(Direct Attached Storage,DAS)到網(wǎng)絡(luò)附加存儲(Network Attached Storage, NAS)再到存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN)，仍然經(jīng)常面臨存儲空間不足的問題[1]。

2.3 數(shù)據(jù)安全和隱私受到挑戰(zhàn)

由于電子病歷具有信息和載體分離的特點，因此維護(hù)電子病歷數(shù)據(jù)安全既要考慮信息不被病毒攻擊，病人隱私不被泄漏，同時還要考慮電子病歷數(shù)據(jù)的載體物理安全。相對于紙質(zhì)病歷而言，電子病歷的安全管理要繁雜許多，受管理人員素質(zhì)、技術(shù)手段等多種因素的制約。

2.4 信息資源共享性低

在醫(yī)院信息化建設(shè)初期，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)方案，各醫(yī)院各自為陣現(xiàn)象突出，相互之間采用的基礎(chǔ)技術(shù)不一致、軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、醫(yī)學(xué)術(shù)語不相同、中間接口不規(guī)范, 導(dǎo)致電子病歷信息系統(tǒng)出現(xiàn)雜亂無章的局面。患者的信息分散在不同數(shù)據(jù)庫、不同應(yīng)用中, 缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得各醫(yī)療機構(gòu)間的信息無法兼容互通, 最終形成共享性越來越差的局面[2]。

3 云計算的核心思想及優(yōu)勢

3.1 核心思想

云計算是近年來IT業(yè)最為熱門的一個話題，然而大多數(shù)人對云計算的理解卻仁者見仁、智者見智。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、Gartner咨詢公司、Google、IBM等給出不同的定義，雖然定義不盡相同，但其核心思想基本一致，即是將網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲和應(yīng)用等計算資源聚合成動態(tài)可配置、靈活可擴展的ICT資源池，采取統(tǒng)籌管理、智能控制、調(diào)度配發(fā)等方法，面向網(wǎng)絡(luò)用戶提供按需使用的資源服務(wù)[3]。云計算體現(xiàn)了集成管理的理念，從管理角度看，強調(diào)集中各種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢資源形成動態(tài)資源池并提供按需服務(wù)；從技術(shù)角度看，通過把大量物理上分布的資源集中起來，以邏輯上統(tǒng)一的形式對外提供服務(wù)。針對資源管理、調(diào)度過程中出現(xiàn)的各種問題，采用各種技術(shù)進(jìn)行解決[4]。

3.2 優(yōu)勢

(1)高度虛擬化:云計算通過軟件的方式把不同的硬件資源根據(jù)實際需要進(jìn)行重新整合和規(guī)劃，其意義在于實現(xiàn)技術(shù)資源利用的最大化、超強的計算能力以及存儲空間的無限擴展。如可將多臺聯(lián)網(wǎng)的計算機虛擬成一臺計算機，這臺虛擬化的計算機便具有了更高的性能。(2)海量數(shù)據(jù)存儲:云存儲是云計算的重要應(yīng)用之一，通過網(wǎng)格技術(shù)、分布式文件系統(tǒng)、集群應(yīng)用等功能將網(wǎng)絡(luò)中大量的異構(gòu)存儲設(shè)備用軟件來控制并共同提供數(shù)據(jù)存儲訪問[5]。由于云計算通過虛擬技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中成千上萬臺存儲設(shè)備耦合成一個云存儲系統(tǒng)，用戶數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的邏輯存儲空間，從而解決了長期以來海量數(shù)據(jù)存儲帶來的困擾。 (3)安全性高:云計算的安全性主要表現(xiàn)在兩方面：一方面，云計算的運行維護(hù)主要由具有計算機信息技術(shù)知識和技能的專業(yè)人員和團(tuán)隊來進(jìn)行，從而避免操作的盲目性，保證業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性；另一方面，云計算可以為用戶提供一個可靠的數(shù)據(jù)存儲中心，用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失或被病毒侵犯[6]。(4)網(wǎng)絡(luò)訪問便捷:云計算的硬件資源和數(shù)據(jù)都整合在云端，不僅可以實現(xiàn)服務(wù)器、存儲設(shè)備、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)資源共享，而且網(wǎng)絡(luò)訪問對終端的要求也較低，訪問的信息設(shè)備也很廣泛，電腦、智能手機、IPAD、電視機頂盒等都能通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地地訪問想要的數(shù)據(jù)資源。

4 云計算在電子病歷管理中的應(yīng)用對策

4.1 概述

云計算具有虛擬化、資源池化、存儲能力強、安全性能高、廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問能力等優(yōu)勢，已經(jīng)被迅速運用到社會各個方面，包括醫(yī)療健康領(lǐng)域。例如上海依托聯(lián)通云計算能力，推出了健康云業(yè)務(wù)，整合預(yù)約掛號、醫(yī)院導(dǎo)航、健康資訊和檢查報告查詢4個項目，免費向公眾開放。此外，還包括分診咨詢、專病專區(qū)、報告解讀和健康講座4個功能模塊，可為用戶提供從預(yù)約掛號到行醫(yī)就診的一站式服務(wù)[7]。電子病歷作為健康云的子系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)來源廣泛、數(shù)據(jù)體量巨大、管理流程繁雜及數(shù)據(jù)隱私防護(hù)等原因，其管理難度較大，目前還鮮有較為成功地利用云計算進(jìn)行電子病歷管理的案例，但是有理由相信電子病歷管理借助云計算乃大勢所趨。筆者從管理理念、數(shù)據(jù)整合、管理系統(tǒng)、安全防護(hù)等方面提出應(yīng)對措施，一體化管理是電子病歷管理的理念和實踐基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)整合是電子病歷管理的技術(shù)手段，管理系統(tǒng)是平臺，安全是保證。

4.2 樹立電子病歷一體化管理理念

在我國傳統(tǒng)的病歷管理中，病歷和病案以歸檔為分界線，歸檔前稱病歷，歸檔后稱病案，這種習(xí)慣的做法一直沿用到電子病歷時代。具有保存價值的電子病歷歸檔后形成電子病案，雖然二者在名稱上發(fā)生了變化，但本質(zhì)上是一致的，記載的信息沒有發(fā)生任何改變，只不過是同一事物在不同的階段因價值發(fā)生變化而引起的名稱改變。由于電子病歷和病案在本質(zhì)上的一致性，因此在病歷管理實踐中，一些專家和學(xué)者提出了文檔一體化管理思想。文檔一體化集中體現(xiàn)了一種新的管理理念，其實質(zhì)是將病案管理的若干功能提前，實現(xiàn)臨床文件、檔案的前端控制和全程管理。醫(yī)學(xué)文檔一體化管理最直接的解釋是它將原紙質(zhì)病案歸檔管理系統(tǒng)中的許多“終末管理”手段提到了最前端，主張對病案實體保管的關(guān)注轉(zhuǎn)變成對文件、文件形成者及其過程可靠性的關(guān)注，即在電子病案形成前采取質(zhì)控措施，以保證其歸檔質(zhì)量[8]。云計算技術(shù)的發(fā)展更加有利于電子病歷一體化管理的實現(xiàn)。因為在云計算環(huán)境下電子病歷生成、著錄、標(biāo)引、歸檔、保存等各個環(huán)節(jié)的工作均在云端在線進(jìn)行，而且可以在同一時間內(nèi)完成，實現(xiàn)病歷到病案的轉(zhuǎn)變。要實現(xiàn)電子病歷一體化管理最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)就是制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，尤其是各應(yīng)用系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)，以便醫(yī)院內(nèi)部各應(yīng)用系統(tǒng)能逐步走向整合，確保數(shù)據(jù)間的交互。

4.3 電子病歷數(shù)據(jù)整合

(1)內(nèi)部整合:電子病歷是以病人為中心的診斷和其他檢驗數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)池”,它將病人診斷過程中生成的影像和信號納入電子病歷中并以統(tǒng)一的形式組織起來[9]。電子病歷涉及多個應(yīng)用系統(tǒng)，如X線檢査、CT掃描、心電圖、腦電圖、肌電圖、多普勒超聲波等，這些儀器設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式不一，包括文本、圖形、圖像、聲音等多種類型，同時文件占用空間較大，有的數(shù)據(jù)甚至以G來計量，這種非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)無論是歸檔存儲還是檢索利用都比結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)困難許多。云計算技術(shù)的應(yīng)用，為醫(yī)院電子病歷數(shù)據(jù)的采集和整合提供了極大的技術(shù)優(yōu)勢，使門診和住院病區(qū)都可以使用有線或無線網(wǎng)絡(luò)采集各類數(shù)據(jù)并及時在醫(yī)院的信息平臺上匯總?；颊咴谝患裔t(yī)院的各類數(shù)據(jù)，基本上可以通過信息平臺進(jìn)行交換和共享，從而保證電子病歷歸檔的及時性和完整性。(2)外部整合:對于一些患者來說，轉(zhuǎn)診是不可避免的，然而不同醫(yī)院的電子帳號標(biāo)準(zhǔn)不一，醫(yī)院的信息化程度也存在很大的差異性，這給電子病歷的數(shù)據(jù)采集和整合帶來了不小的麻煩。為了解決這一難題，新規(guī)定第七條明確要求醫(yī)院為同一患者建立唯一的標(biāo)識號碼。已建立電子病歷的醫(yī)療機構(gòu)，應(yīng)當(dāng)將病歷標(biāo)識號碼與患者身份證明編號相關(guān)聯(lián)，使用標(biāo)識號碼和身份證明編號均能對病歷進(jìn)行檢索。因此，各個醫(yī)院在構(gòu)建云計算信息平臺時，應(yīng)充分考慮不同醫(yī)院數(shù)據(jù)的相互兼容和存續(xù)保管問題，有條件的醫(yī)院應(yīng)當(dāng)開設(shè)異地醫(yī)療機構(gòu)的訪問入口，便于異地醫(yī)生在線瀏覽各種病歷數(shù)據(jù)，節(jié)省病人醫(yī)療成本和提高診斷效率。

4.4 基于云計算的電子病歷管理系統(tǒng)構(gòu)建

電子病歷管理經(jīng)過單機(C/S)管理和服務(wù)器(B/S)管理兩個階段，從長遠(yuǎn)的趨勢來看，最終的目標(biāo)是構(gòu)建基于云計算的電子病歷管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到歸檔、利用等各個環(huán)節(jié)生命周期全過程管理?？梢哉f電子病歷管理系統(tǒng)是電子病歷賴以生存的環(huán)境，離開電子病歷管理系統(tǒng)，一切電子病歷管理活動將無法進(jìn)行。在構(gòu)建電子病歷管理系統(tǒng)時應(yīng)遵循協(xié)同思想和一體化管理理念，這是電子病歷所處的環(huán)境和屬性決定的。從橫向看，電子病歷管理系統(tǒng)作為醫(yī)院信息化建設(shè)的子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集涉及多個應(yīng)用系統(tǒng);從縱向看，電子病歷管理系統(tǒng)最基本的功能就是實現(xiàn)病歷到病案的轉(zhuǎn)變過程，在云計算環(huán)境下這些操作都在云端完成。云計算提供的服務(wù)架構(gòu)層次包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)、軟件即服務(wù)(SaaS)3個層次，其中SaaS作為一種軟件模式，處于云計算的最頂層。在云計算環(huán)境下，電子病歷管理系統(tǒng)可以選擇IaaS、PaaS或SaaS中的任何一個單一層次的云服務(wù)平臺，也可以選擇提供3層全云服務(wù)的技術(shù)架構(gòu)來實現(xiàn)[3]。針對醫(yī)院跨科室、多系統(tǒng)、多用戶的特點以及存儲空間無限增長的可擴展性要求，電子病歷管理系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)選擇IaaS、PaaS和SaaS 3層全云服務(wù)模式最為理想。

4.5 電子病歷數(shù)據(jù)安全防護(hù)

(1)安全隱患：相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，云計算在安全方面固然有所提高，但也并非毫無安全隱患。在云計算環(huán)境下，電子病歷數(shù)據(jù)和應(yīng)用逐漸被遷移到云服務(wù)提供商或云計算中心，由此帶來兩方面的后果：一是具有數(shù)據(jù)優(yōu)先訪問權(quán)的并不是相應(yīng)醫(yī)療機構(gòu)，而是云計算服務(wù)商，不能排除醫(yī)療數(shù)據(jù)被泄露出去的可能性[10]；二是用戶無法知道電子病歷數(shù)據(jù)存放在哪朵云上，喪失了對數(shù)據(jù)的控制權(quán)，一旦數(shù)據(jù)真的丟失，而又沒有備份，那么可能被云“勒索”。面對云計算安全隱患，電子病歷的數(shù)據(jù)安全防護(hù)應(yīng)從身份認(rèn)證、加密傳輸與存儲、安全備份等方面著手。(2)設(shè)置身份認(rèn)證和訪問控制權(quán)限：電子病歷管理系統(tǒng)云平臺必須設(shè)置更為嚴(yán)格和有效的身份認(rèn)證和訪問控制機制，以防止非法用戶訪問、讀取用戶數(shù)據(jù)和信息。另外電子病歷經(jīng)過歸檔后應(yīng)設(shè)置為只讀屬性，以免電子病案被惡意修改，從而維護(hù)其原始憑證價值。(3)加密傳輸與存儲：數(shù)據(jù)的加密傳輸和存儲主要是保證數(shù)據(jù)的有效性、完整性和真實性，防止數(shù)據(jù)被非法截獲、篡改、偽造和復(fù)制[11]，在數(shù)據(jù)傳輸和存儲過程中非對稱加密算法是一種有效保護(hù)手段。(4)數(shù)據(jù)安全備份：數(shù)據(jù)的備份對于保證數(shù)據(jù)的安全性同樣重要，在線備份技術(shù)是云中數(shù)據(jù)備份方式的首選[12],萬一電子病歷數(shù)據(jù)被破壞，可以馬上啟動容災(zāi)備份機制，從而保證服務(wù)的持續(xù)性。

5 結(jié)語

電子病歷是現(xiàn)代醫(yī)院重要臨床信息資源，做好電子病歷管理對于開展高效、優(yōu)質(zhì)的臨床診療、科研以及管理工作具有深遠(yuǎn)的意義。云計算技術(shù)的發(fā)展為電子病歷開創(chuàng)了全新的管理模式，提供了強有力的技術(shù)支撐，有效解決了電子病歷實時在線歸檔、海量存儲和數(shù)據(jù)安全防護(hù)等方面所面臨的瓶頸。云計算環(huán)境下電子病歷管理應(yīng)堅持一體化理念，對電子病歷實行全程控制，做好關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的整合，構(gòu)建電子病歷管理系統(tǒng)，從身份認(rèn)證、加密傳輸與存儲、安全備份等方面做好數(shù)據(jù)的安全與隱私防護(hù)，切實維護(hù)電子病歷的原始憑證價值，做到數(shù)出有源、數(shù)出有據(jù)，從而有效保障醫(yī)療質(zhì)量與安全，維護(hù)醫(yī)患雙方的合法權(quán)益。

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Discussion and Research on Electronic Medical Records Management in the Cloud Computing Environment

SHIJun-feng,

NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016，China；LIGuang-du,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China

The paper analyzes the facing dilemma of Electronic Medical Records(EMR) management, elaborates the core ideas of cloud computing, puts forward that modern hospitals should utilize the technological advantages of cloud computing to improve the management level of EMR. It concretely introduces the application countermeasures of cloud computing in EMR management, including integrated management concept, data integration, management system construction and data security protection, etc.

Electronic Medical Records(EMR); Data management; Cloud computing

2014-11-06

石峻峰，館員，發(fā)表論文6篇；李廣都，副研究館員，發(fā)表論文50余篇。

江蘇省社會科學(xué)基金項目“云計算環(huán)境下數(shù)字檔案資源管理的理論與實踐研究”(項目編號：13XWC018)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.01.004