虛擬化技術在醫院信息系統中的應用

王丹

摘 要：探討虛擬化技術在醫院信息系統中應用的意義，分析虛擬化應用于醫療信息系統的核心優勢，以及該技術在醫院信息化建設、醫院信息保障方面的重要作用，最后對其發展方向進行展望。

關鍵詞：醫院信息系統；虛擬化；應用

1 醫院信息系統的現狀分析

近幾年，幾乎所有的醫院都面臨著一個持續的主題——服務器、客戶端的無序擴張以及信息設備采購和維護成本日益攀升。醫院信息化建設雖然能帶來更好的醫療質量和更高的患者滿意度，但醫院規模的不斷擴大，醫院就醫人數的和業務的不斷增加，以及各種醫療的信息系統紛紛上線，導致醫院信息系統體系日趨復雜化，加重了醫院信息系統體系的整體負荷。

假如繼續堅持傳統運行方式，即執行專機專用原則。將會帶來硬件設備的不斷更新、擴容，提高了醫院信息系統管理的難度和復雜度，從長遠看，增加了運維成本，降低了信息系統的穩定性和業務連續性。

虛擬化技術為醫院當前和未來的各種需求提供了“一切皆有可能”的平臺。它既可以滿足當前現有IT基礎設施在更高性能下運行的需求，也為今后嶄新的應用和擴展奠定了的基礎。虛擬化讓醫院的信息系統架構具備“隨時、應需、改變”的強大能力，將系統的所有西苑聚合為供應用共享的資源池，不必再由于某一硬件限制而是醫院信息化建設受阻。

2 虛擬化技術

軟件虛擬化技術的實現的主要有完全虛擬化、部分虛擬化和操作系統層虛擬化三種方式，不同方式的區別在于虛擬機監控層所在的位置、功能與實現方式有所不同。

⑴完全虛擬化。完全虛擬化技術通過在虛擬機和宿主機底層硬件之間建立抽象層虛擬機監控層來管理各個虛擬機。通過虛擬機監控層，完全虛擬化技術模擬出多個BIOS級的完整虛擬硬件平臺，單硬件平臺上可運行多個異種類型的操作系統虛擬機。虛擬機對客戶機操作系統完全透明。

⑵部分虛擬化。部分虛擬化也稱為準虛擬化。為了減輕宿主機的負擔，部分虛擬化技術通過使用虛擬化應用接口來定制客戶機操作系統內核，以替代不可虛擬的某些X86特權指令，使其與虛擬機監控層協同工作，從而提升虛擬機性能。部分虛擬化的缺點是虛擬機對客戶機操作系統不完全透明。

⑶操作系統虛擬化。操作系統虛擬化的概念是在一個公用操作系統中復制出多個客戶機操作系統運行鏡像。操作系統虛擬化技術沒有獨立的虛擬機監控層，提供了一種更瘦的虛擬架構體系。該虛擬化方式效率較高，但不能在單宿主機上實現異種操作系統客戶機虛擬機部署。

3 虛擬化技術應用于醫療信息系統中的優勢

醫療信息系統是由多個不同類型的服務組成的，服務之間運行模式、環境和基礎相對獨立，服務間的聯系相對松散。要將這些服務完全融合，必然造成融合上、信息傳輸上和管理上的瓶頸。同時，由于醫院日常管理和診療流程、患者信息資源對于醫療信息系統的日益依賴的關系，一旦系統崩潰或是宕機，將會影響到醫院的日常運作。因此采用虛擬化技術應用于醫院信息化建設主要有以下優勢。

⑴提高資源利用率，降低能耗。由于醫院信息系統需要的服務器種類、數量上較多，但在不同時間段上不同的服務類型的需求并不固定。因此普遍存在服務器CPU、內存利用率偏低的情況。服務器虛擬化技術可以將原有的多臺服務器整合到一個或幾個高性能的物理服務器上，提高物理服務器使用率，同時可以在應用程序負載低時，減少運行的物理服務器數量減少各單元的耗電量，達到綠色節能的目的。

⑵提高應用兼容性和加速應用部署。目前醫院信息系統處于發展的上升階段，不斷地有應用需要被更替或部署。服務器虛擬化和桌面虛擬化部署相對傳統的部署方式更為簡便，不需要人工干預，縮短了部署時間，降低了部署成本。

⑶降低運營成本。服務器虛擬化技術可以有效減少物理服務器的數量，桌面虛擬化技術則通過瘦客戶機實現能耗的下降，從而降低購買設備的投資和電能的消耗，也使醫院的網管員拜托大量繁重的與物理設備、操作系統、中間件及兼容性問題相關的管理工作，更加專注于應用的管理。

⑷提高容災性能，保障數據安全。每個虛擬機在宿主操作系統中都對應一組文件，通過采用虛擬化層監視技術，可以在短時間內將整個系統備份，或是在物理服務器見遷移，可以實現零停機維護和負載調整，實現對醫院信息系統的高可用性和容災性能。同時有效保護數據，防止意外泄漏。

醫院的信息化建設經多年發展，形成了許多相互協作的業務系統，在實現統一的臨床信息系統之前，對這些分散系統進行管理和整合的難度大、任務重。通過虛擬化技術，不僅可以有效降低由多種業務系統堆疊、交叉構造的網絡架構的復雜度，提高管理和工作效率，而且在提升IT基礎架構的易用性、實用性和安全性方面也有出色的表現。此外，虛擬化技術有能力將管理較為分散的基礎業務系統以形成集中管理平臺，為實現系統整合另辟蹊徑，使各信息系統的有效集成，使醫院掌握了信息系統發展的主動權。

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