庹兵兵，沈麗寧，金新政

（華中科技大學(xué)健康信息資源研究中心，湖北 武漢 430030）

智慧健康系統(tǒng)平臺構(gòu)建研究

庹兵兵，沈麗寧，金新政*

（華中科技大學(xué)健康信息資源研究中心，湖北 武漢 430030）

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算、大數(shù)據(jù)等概念的興起，信息通信技術(shù)與健康產(chǎn)業(yè)的融合越來越深入。本文在分析國家“4631-2工程”的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國智慧健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的實際需求，從平臺宏觀體系、平臺總體架構(gòu)、平臺特性與優(yōu)勢對智慧健康系統(tǒng)平臺的構(gòu)建進行深入研究。針對智慧健康系統(tǒng)平臺構(gòu)建過程中可能遇到的挑戰(zhàn)進行了討論。

智慧健康；平臺；物聯(lián)網(wǎng)；云計算

0 引言

近年來，政府與企業(yè)合作大力部署城市的公共場所和公共交通設(shè)施上的無線網(wǎng)絡(luò)，努力推進公共區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率。2015年第37次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告也指出WIFI無線網(wǎng)絡(luò)成為網(wǎng)民首選的網(wǎng)絡(luò)接入方式，同時3G/4G網(wǎng)絡(luò)在手機用戶中的普及率高達88.8%。另一方面，智能手機、平板電腦、智能電視等無線終端的發(fā)展普及也大大促進了家庭無線網(wǎng)絡(luò)的使用。網(wǎng)絡(luò)的普及為“智慧城市”的實現(xiàn)打下了堅實的基礎(chǔ)。作為“智慧城市”構(gòu)建中的重要組成部分之一的“智慧健康”也面臨著極大的機遇與挑戰(zhàn)［1］。

1 平臺體系簡介

2014年7月23日上午，中國衛(wèi)生信息學(xué)會常務(wù)副會長、衛(wèi)生部統(tǒng)計信息中心主任孟群在中國衛(wèi)生信息技術(shù)交流大會上的報告中介紹了國家衛(wèi)生、計生資源整合頂層設(shè)計規(guī)劃——“4631-2工程”，其中，“4”代表4級衛(wèi)生信息平臺，分別是：國家級人口健康管理平臺，省級人口健康信息平臺、地市級人口健康區(qū)域信息平臺及區(qū)縣級人口健康區(qū)域信息平臺；“6”代表6項業(yè)務(wù)應(yīng)用，分別是：公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療保障、藥品管理、計劃生育、綜合管理；“3”代表3個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，分別是：電子健康檔案數(shù)據(jù)庫、電子病歷數(shù)據(jù)庫和全員人口個案數(shù)據(jù)庫；“1”代表1個融合網(wǎng)絡(luò)，即人口健康統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)；最后一個“2”是人口健康信息標準體系和信息安全防護體系。依托中西醫(yī)協(xié)同公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)、基層醫(yī)療衛(wèi)生管理信息系統(tǒng)、醫(yī)療健康公共服務(wù)系統(tǒng)打造全方位、立體化的國家衛(wèi)生計生資源體系［2］。

立足于國家平臺的基礎(chǔ)上，隨著“智慧地球”、“智慧城市”等概念的興起以及移動醫(yī)療與云計算技術(shù)的快速發(fā)展，智慧健康系統(tǒng)平臺的概念應(yīng)運而生。智慧健康系統(tǒng)平臺將以對公共衛(wèi)生、慢病管理和便民服務(wù)等信息消費需求為核心，依托云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)等技術(shù)架構(gòu)，將在不影響既有應(yīng)用架構(gòu)的前提下，采用云服務(wù)的方式聚合社會公共衛(wèi)生服務(wù)資源和便民服務(wù)資源，基于實名制的信息聚合，最終實現(xiàn)衛(wèi)生事業(yè)管理的創(chuàng)新，推進基本公共衛(wèi)生服務(wù)的均等化和人性化。

智慧健康系統(tǒng)平臺體系架構(gòu)由三部分組成：服務(wù)內(nèi)容提供者、運營者以及信息消費者。服務(wù)內(nèi)容提供者顧名思義提供衛(wèi)生保健服務(wù)，具體包括公共衛(wèi)生服務(wù)、醫(yī)療救助服務(wù)、藥物供應(yīng)、醫(yī)療保險四大服務(wù)。運營者即為系統(tǒng)平臺，經(jīng)過平臺整合醫(yī)療資源提供給消費者便捷平等高效的信息服務(wù)。信息消費者即為有健康保健需求的信息用戶，用戶獲取衛(wèi)生信息的渠道多種多樣。通過手機、數(shù)字電視、社區(qū)工作站以及各種自助終端，用戶可隨時隨地獲取醫(yī)療咨詢。詳見下圖1。

圖1 智慧健康系統(tǒng)平臺體系架構(gòu)圖

2 平臺總體架構(gòu)介紹

智慧健康系統(tǒng)平臺的架構(gòu)分為概念層和實施層。概念層主要是分析機構(gòu)內(nèi)部以及機構(gòu)之間的業(yè)務(wù)流程。實施層主要為醫(yī)療服務(wù)執(zhí)行和醫(yī)療資源供應(yīng)，具體包括：云服務(wù)、機構(gòu)內(nèi)部的供應(yīng)鏈、智能移動健康服務(wù)、以大數(shù)據(jù)為支撐的商業(yè)情報、知識管理服務(wù)以及Web2.0和Web3.0解決方案。云服務(wù)的實施框架是一個三層架構(gòu)的跨機構(gòu)平臺，每一層對應(yīng)相應(yīng)的管理服務(wù)。智慧健康系統(tǒng)平臺模塊化了若干輔助流程，例如安全保障和訪問控制，以確保消費者可以訪問特定的資源或相應(yīng)的服務(wù)層級。智慧健康系統(tǒng)平臺的控制和管理流程需保障平臺可用性、可靠性、負載平衡、和服務(wù)質(zhì)量。智慧健康系統(tǒng)平臺可通過智能接口實現(xiàn)跨機構(gòu)的對接即從數(shù)字化層面實現(xiàn)聯(lián)通和合作。通過這些智能接口可以管理業(yè)務(wù)流程，在相應(yīng)的跨機構(gòu)云平臺中實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。而機構(gòu)內(nèi)部的供應(yīng)鏈使得機構(gòu)本身可以實施業(yè)務(wù)通過整合后的分布式網(wǎng)絡(luò)，解決復(fù)雜、大容量的事務(wù)決策活動［3-4］?；谏鲜龇治龅幕A(chǔ)之上，本文提出了智慧健康系統(tǒng)平臺的五層架構(gòu)及其支撐體系：第一層，云基礎(chǔ)設(shè)施層，基于云服務(wù)的概念，搭建了與之配套的軟硬件框架，實現(xiàn)資源云端共享及其虛擬化；第二層，信息資源層，對衛(wèi)生信息資源進行劃分；第三層，開發(fā)平臺層，基于國家頂層設(shè)計的四層縱向平臺劃分，本層從橫向?qū)用娣治?，囊括了開發(fā)者門戶、運維管理、服務(wù)監(jiān)督以及資源聚集四個方向的模塊；第四層，業(yè)務(wù)支撐平臺層，通過分析衛(wèi)生服務(wù)劃分出公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療保障、藥品管理、計劃生育以及綜合管理6大業(yè)務(wù)系統(tǒng)；第5層，渠道應(yīng)用層，通過Web門戶和移動客戶端兩個方面進行信息推送，使得消費者享受到便捷可及的衛(wèi)生信息服務(wù)。詳見下圖2.

圖2 智慧健康系統(tǒng)總體架構(gòu)

3 平臺特性與優(yōu)勢

一個多層次多機構(gòu)參與的系統(tǒng)平臺的供應(yīng)鏈端包括多種多樣的實體，具體包括從業(yè)人員、實驗室、納稅人、制造商、藥房、研究機構(gòu)需要材料，信息和知識以及組織之間的現(xiàn)金流。而每一個實體都需要一個或者多個機構(gòu)的參與。所有這些實體都可以進行模塊化，然后通過標準接口以Web服務(wù)的方式連接起來。智慧健康系統(tǒng)平臺通過移動服務(wù)集成了多種功能，例如捕捉、感知、驅(qū)動和控制。智慧健康系統(tǒng)平臺的關(guān)鍵創(chuàng)新點在于它能定義、描述、分析用戶的健康情景，通過所獲取到的數(shù)據(jù)以合理的方式做出相應(yīng)的醫(yī)療決策［5］。在這種配置情景下，一系列的數(shù)字追蹤設(shè)備例如RFID等也可以幫助定位業(yè)務(wù)問題，比較典型的應(yīng)用就是藥品的追蹤和召回；優(yōu)化庫存管理，有效期管理；財務(wù)補償以及產(chǎn)品上架對制造商、分銷商、零售商和藥店的公開透明可及。RFID也可用于病人追蹤。每一個實體都可以進行動態(tài)組合并封裝成一個黑匣子（使得流程僅可內(nèi)部訪問）。Web服務(wù)作為一個中間件，使得各個實體之間可以互聯(lián)互通。與此同時，平臺具有市場監(jiān)測和信息派發(fā)功能，機構(gòu)能隨時洞察市場、規(guī)章及醫(yī)療保健需求的變化，IT服務(wù)也支持供應(yīng)鏈進行動態(tài)調(diào)整。聯(lián)動：將輸入轉(zhuǎn)化為服務(wù)和產(chǎn)品；商店：解決用戶問題；網(wǎng)絡(luò)：聯(lián)結(jié)用戶［6］。

大數(shù)據(jù)支撐下的商業(yè)智能（business intelligence，BI）和知識管理服務(wù)使得機構(gòu)可以收集、分析、傳播大量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以支持決策。BI可以被用于研究疾病的傳播風險，電子病歷可以集成多種功能，使得患者可以訪問自己的健康信息，更主動的參與到醫(yī)療決策當中，實現(xiàn)以患者為中心的醫(yī)療服務(wù)。個人健康檔案和用戶文檔可被用于聯(lián)通患者數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)，增強醫(yī)患溝通。遠程醫(yī)療可通過電視，電話，電腦或其他同類多媒體設(shè)備實現(xiàn)，可實現(xiàn)實時醫(yī)患交互或通過電子郵件溝通［7］。文本或影像數(shù)據(jù)如X光等，可以輕易獲取。數(shù)據(jù)挖掘可以將病人分為不同的組別并為每一組定義標簽，作為區(qū)分的決定性因素。更先進的算法也會被開發(fā)出來，在后臺自動運行，通過歷史數(shù)據(jù)計算出病人的風險，當他們的治療開始時，醫(yī)療決策也會根據(jù)風險做出相應(yīng)調(diào)整。醫(yī)療保健領(lǐng)域知識管理的先決條件是收集數(shù)據(jù)，病人或醫(yī)生需要經(jīng)常上傳測試數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會將個體的健康數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)進行比對，以此來計算用戶患某種特定疾病的風險［8］。

Web2.0和3.0是智慧健康系統(tǒng)平臺構(gòu)建成功與否的另一個關(guān)鍵因素，它可以促進和提高臨床決策支持系統(tǒng)的協(xié)同開發(fā)和共享。例如，醫(yī)生可以在YouTube上上傳醫(yī)療相關(guān)視頻。同時，一系列更加細分的健康保健相關(guān)的WIKI百科和論壇對于普通用戶醫(yī)療知識的普及和健康素養(yǎng)的提升也有十分顯著的作用［9］。相關(guān)的領(lǐng)域?qū)＜铱梢允褂貌┛?，微博等分享一些案例和圖片，讓公眾了解醫(yī)院管理體系，培養(yǎng)健康信息系統(tǒng)平臺的意識。當然，網(wǎng)絡(luò)分享和傳播也要處于政府監(jiān)管之下，對于網(wǎng)絡(luò)言論也要負責，建立一些權(quán)威的公共網(wǎng)站，讓用戶可以在社交媒體上獲取一手的權(quán)威信息，同時可以安排權(quán)威的一線專家為用戶進行專業(yè)的咨詢和解答。社交網(wǎng)絡(luò)對于用戶的信息獲取、信息分享以及自我教育是一種十分重要的途徑［10］。

4 討論

許多醫(yī)療保健機構(gòu)嘗試通過網(wǎng)絡(luò)融合以及服務(wù)創(chuàng)新來調(diào)整機構(gòu)的資源配置，以適應(yīng)不斷變化的健康需求，從而提升服務(wù)效率與服務(wù)質(zhì)量。換言之，醫(yī)療保健機構(gòu)嘗試著操縱醫(yī)療保健服務(wù)系統(tǒng)中可控的因素。然而，他們發(fā)現(xiàn)這些嘗試缺少一個可行的切入點。因為醫(yī)療保健服務(wù)系統(tǒng)比他們所想的要復(fù)雜得多。如此大規(guī)模的醫(yī)療改革，顛覆了傳統(tǒng)的醫(yī)療服務(wù)模式，可能會對服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生不可預(yù)知的影響，也會浪費不必要的成本，甚至最終不能滿足病人的需求。醫(yī)療保健機構(gòu)期望引入一種智慧的系統(tǒng)—以云服務(wù)為導(dǎo)向，落點于全方位的健康檢測。這樣的一種解決方案的核心在于健康大數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等方式給個體提供合適的健康評估，另一方面也能提升醫(yī)療機構(gòu)的反應(yīng)速度，能對個體提供有針對性的、最合適的健康服務(wù)。最重要的是智慧健康的系統(tǒng)平臺能否簡化服務(wù)的流程［11］。

智慧健康系統(tǒng)平臺實現(xiàn)的一個基本前提是醫(yī)療機構(gòu)能夠重新整合他們所提供的醫(yī)療服務(wù)，打破固有的商業(yè)模式，并將服務(wù)模塊化。各個獨立的服務(wù)模塊可以復(fù)用，以一種松散的耦合狀態(tài)滿足動態(tài)多樣化的用戶需求。從更深入的層面來看，智慧健康平臺提供的是一種虛擬化的服務(wù)環(huán)境，將醫(yī)療資源進行虛擬化，機構(gòu)或用戶可以在平臺上進行醫(yī)療模塊化資源的重構(gòu)，進而享受或提供個性化的醫(yī)療服務(wù)。這種B2B的合作方式對安全性有極高的要求，故而要處于嚴密的監(jiān)管和審查制度下。對于用戶而言，平臺的可用性是關(guān)注的重點。要想實現(xiàn)這樣的智慧健康服務(wù)平臺需要統(tǒng)一的標準和服務(wù)協(xié)議，需要對現(xiàn)存的醫(yī)療和應(yīng)用進行無縫集成。

智慧健康系統(tǒng)平臺構(gòu)建的另一個重要支撐點是衛(wèi)生信息標準的建立。美國的健康保健分布式系統(tǒng)通過使用健康保險流通與責任法案（Health Insurance Portability and Accountability Act，HIPAA）中規(guī)定的電子數(shù)據(jù)交換（electronic data interchange，EDI） 協(xié)議和美國衛(wèi)生健康研究與質(zhì)量機構(gòu)（the Agency for Healthcare Research and Quality）的相關(guān)標準可以提高醫(yī)療機構(gòu)之間的互操作性［12-13］。我國近年來也在大力推進衛(wèi)生信息標準建設(shè)，目前已有衛(wèi)生標準300多項。隨著標準的建設(shè)與發(fā)展，標準體系的逐步形成，智慧健康系統(tǒng)平臺構(gòu)建也將受益匪淺。

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Smart Health System Platform Research

TUO Bing-bing，SHEN Li-ning，JIN Xin-zheng*
（Research Centre of Health Information Resource，HUST，Wuhan 430030，Hubei，China）

In recent years， with the popular of the Internet of things， cloud computing and big data， the fusion of information and communication technology and health industry is more and more deep. Based on the analysis of the national “4631-2 project”， considering the actual demand of the development of smart health industry in our country， this paper further researched the smart health system platform from the macro system platform， platform overall architecture and the platform features and advantages. The challenges in the process of building a smart health system platform are discussed in the end.

Smart health； Platform； the Internet of things； Cloud computing

“國家科技支撐計劃項目”資助（項目編號：2008BAI52B00）

庹兵兵，男，碩士研究生在讀，研究方向：衛(wèi)生信息管理。

金新政，男，華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院 管理學(xué)教授，研究生導(dǎo)師，系華中科技大學(xué)健康信息資源研究中心主任。主要研究方向是信息管理、衛(wèi)生事業(yè)管理和軟科學(xué)。