區(qū)域云計算醫(yī)療信息服務(wù)平臺建設(shè):以廈門市健康醫(yī)療云實踐為例*

◆孫中海楊叔禹姚冠華孫 衛(wèi)王繼偉

區(qū)域云計算醫(yī)療信息服務(wù)平臺建設(shè):以廈門市健康醫(yī)療云實踐為例*

◆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，以廈門市健康醫(yī)療云為例，闡述了健康醫(yī)療云的建設(shè)目標以及在實踐過程中遇見的問題，并對這些問題進行了探討。

醫(yī)療衛(wèi)生；云計算；信息服務(wù)平臺

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

隨著計算機軟硬件技術(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,人們對區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息化服務(wù)的要求越來越高。健康醫(yī)療信息化的服務(wù)對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

分析多年來對區(qū)域醫(yī)療信息化的實踐與探索［2］,以及全國各地推進區(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。但仍有很多問題需要解決,如系統(tǒng)復(fù)雜、標準難以落地、軟硬件投入巨大、信息系統(tǒng)運維困難等。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)來供給,則可能為區(qū)域醫(yī)療信息化打開新的局面。而基于云計算的區(qū)域醫(yī)療信息服務(wù)平臺(健康醫(yī)療云）是當前較為適宜的解決方案。

健康醫(yī)療云就是充分利用云計算并行的、分布式的特征,將計算資源虛擬化,根據(jù)健康醫(yī)療信息服務(wù)提供者與用戶事先商定好的服務(wù)協(xié)議,提供動態(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建設(shè),通過區(qū)域網(wǎng)或者專用的廣域網(wǎng)為用戶提供服務(wù)。健康醫(yī)療云中的資源在用戶看來是可以無限擴展的,并且可以在被授權(quán)前提下隨時獲取、按需使用、動態(tài)擴展、按使用付費。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)對象,取用方便,費用低廉［3］。

2 廈門市健康醫(yī)療云建設(shè)實踐

目前,國內(nèi)很多城市都在嘗試將云計算應(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,還沒有實現(xiàn)大面積信息資源的虛擬化［4］。廈門市目前正在大力推進健康醫(yī)療云建設(shè),依托中國電信技術(shù)優(yōu)勢,建立了統(tǒng)一的資源池,實現(xiàn)了部分醫(yī)療機構(gòu)信息系統(tǒng)和區(qū)域衛(wèi)生信息平臺的遷移,并正常運行。

2.1 平臺架構(gòu)

健康醫(yī)療云平臺按照《福建省醫(yī)院信息系統(tǒng)安全等級保護實施方案》中的三級等保要求建設(shè)。各醫(yī)療機構(gòu)使用專有云,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,并實現(xiàn)相對邏輯分離。同時內(nèi)外網(wǎng)應(yīng)用可實現(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)域平臺衛(wèi)生信息專網(wǎng)(VPN）,按照網(wǎng)絡(luò)流量大小的負載均衡,實現(xiàn)各醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)接入應(yīng)用。健康醫(yī)療云平臺如圖1所示。

2.2 部署策略

在Ⅰaas層,將基礎(chǔ)設(shè)施資源(計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）進行虛擬化和池化管理,便于實現(xiàn)資源的動態(tài)分配、再分配和回收。目前,資源池主要分為計算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池。即分別對應(yīng)圖1中的主機資源池、存儲空間池、網(wǎng)絡(luò)資源池等。同時也包括軟件和數(shù)據(jù)等,可實現(xiàn)差別化的應(yīng)用部署。在服務(wù)方面主要以提供計算資源、存儲資源為主,在資源分配上以流程審批的方式申請,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)和維護成本。

在PaaS層,整合云平臺的醫(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,為實現(xiàn)微信、呼叫中心等應(yīng)用提供了一個應(yīng)用平臺。通過提供軟件開發(fā)、管理與托管運行平臺,為新建系統(tǒng)和原有系統(tǒng)改造提供軟件開發(fā)和測試環(huán)境,同時將現(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,考慮到目前市場上未見成熟的云計算醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件,將二級以上醫(yī)療機構(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,并進行適當云化完善修改,以滿足醫(yī)院、公共衛(wèi)生、區(qū)域平臺、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),方便用戶及時獲取相關(guān)應(yīng)用。基層醫(yī)療機構(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)機構(gòu)無需開發(fā),可基本滿足業(yè)務(wù)需求［5］。

3 實施情況

(1）平臺資源。廈門市健康醫(yī)療云平臺(一期）資源池配置了超過1 000個vCPU、2000G內(nèi)存、100T影像存儲的計算資源池和存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池,建設(shè)完成了完整的云平臺體系架構(gòu),包括云計算安全環(huán)境、運營監(jiān)控平臺。

(2）接入機構(gòu)。目前已將廈門市第三醫(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)生機構(gòu)等92個機構(gòu)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至區(qū)域衛(wèi)生信息平臺。

(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)生機構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)院業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等12個業(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、自助健康監(jiān)測與管理、健康保險理賠查詢等服務(wù)外,還建立了健康管理公共服務(wù)平臺,實現(xiàn)了各類健康管理終端設(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、人體脂肪測量、血脂檢測儀、動脈硬化、運動(計步、距離、消耗卡路里）等14項健康管理終端指標的收集,實現(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)療機構(gòu)之間的及時推送,并與廈門市民健康信息系統(tǒng)有機融合［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,居民可利用各種健康管理終端,將個人體檢數(shù)據(jù)上傳至云端。結(jié)合廈門市區(qū)域平臺建立個人完整的電子健康數(shù)據(jù)庫(HER）,便于健康管理機構(gòu)為其提供更好的健康管理規(guī)劃。

圖1 廈門市健康醫(yī)療云平臺架構(gòu)

(5）運行情況。健康醫(yī)療云平臺投入運行以來,運行穩(wěn)定。通過云平臺進行虛擬化和集中建設(shè),實現(xiàn)了資源集約化,資源集中的成本優(yōu)勢較明顯。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,未能達到動態(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),對云平臺的Ⅰ/O占用較大,且對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高,系統(tǒng)難以實現(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,暫時也不能實現(xiàn)虛擬化管理,建議采用別的加密方式來改造。因此什么樣的系統(tǒng)適合云平臺,什么樣的系統(tǒng)不適合云平臺,需要符合什么標準才能進入云平臺,不適合云平臺的信息系統(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

廈門市健康醫(yī)療云是以原廈門市醫(yī)療衛(wèi)生專網(wǎng)(以衛(wèi)生信息中心為節(jié)點）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,使用終端未進行配置,服務(wù)端需進行ⅠP地址映射,這些都造成了整個醫(yī)療衛(wèi)生專網(wǎng)異常復(fù)雜,配置繁瑣,造成網(wǎng)絡(luò)維護困難。因此,建議下一步對整個醫(yī)療衛(wèi)生專網(wǎng)進行徹底改造,建成以醫(yī)療云為中心的星形網(wǎng)絡(luò),較大的醫(yī)療機構(gòu)可采用專用裸光纖,基層醫(yī)療機構(gòu)可應(yīng)用虛擬專網(wǎng)。

4.3 建立云條件下的運維體系

由于可借鑒的經(jīng)驗有限,目前僅制定了簡單的運維管理辦法和流程,可實現(xiàn)云計算資源申請、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,維護信息發(fā)布等初級功能。事實上,類似的運維管理還很多,需要建立較完善的運維體系,才能保障平臺安全有效運行。

4.4 建立更加節(jié)省的資源池

健康醫(yī)療云平臺資源建成后,很多醫(yī)院負責人對云平臺都很感興趣。如何讓他們真正體會到節(jié)約成本、服務(wù)廉價的優(yōu)勢,也是我們需要探討的問題。在推進健康醫(yī)療云的建設(shè)過程中我們發(fā)現(xiàn),其實云平臺搭建有很多不同的處理模式,每一種模式的建設(shè)費用都不相同。如醫(yī)療信息子系統(tǒng)諸多,哪些該做到應(yīng)用備份,哪些只需做簡單備份,都需要精細考量。另外在建設(shè)過程中如何降低建設(shè)成本也非常重要,如資源的動態(tài)分配,網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)調(diào)劑等。

4.5 建立平臺運行長效機制

當前,我國云平臺初期建設(shè)一般是由財政投入,如何持續(xù)運營,需要建立一套長效機制,特別是服務(wù)收費模式。公共部分的操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等可以統(tǒng)一建設(shè),但是日益增長的計算資源、存儲資源是按照存儲量計費還是按照使用的CPU或內(nèi)存多少來計費等,這些都需要商榷。現(xiàn)階段,各醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)只會用軟硬件投入成本與云平臺的投入成本進行比較。

表1 云化資源前后對比

總之,由于醫(yī)療衛(wèi)生體系自身業(yè)務(wù)的復(fù)雜性,同時涉及到多方配合的原因以及客戶化的定制等,健康醫(yī)療云建設(shè)需要探索和解決的問題還很多,需要業(yè)界進行深入研究。但不可否認的是,通過云計算技術(shù)實現(xiàn)資源的集約化,不僅可以使復(fù)雜系統(tǒng)簡單化,而且可以大大節(jié)約建設(shè)成本和運維成本。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的數(shù)據(jù)資料。

［1］ 董建成,楊 劍.基于云計算的電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)理念與實踐［J］.中國數(shù)字醫(yī)學,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］.中國數(shù)字醫(yī)學,2011,6(11）：24-26.

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

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

［5］ 王繼偉,夏 挺,施雅賢,等.基于SaaS模式的軍地基層衛(wèi)生機構(gòu)信息化實踐［J］.中國數(shù)字醫(yī)學,2011,6(10）：43-46.

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:廈門大學附屬成功醫(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

國家“十二五”科技支撐計劃（編號: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 廈門市衛(wèi)生信息中心 福建 廈門 361003

2 廈門市衛(wèi)生和計劃生育委員會 福建 廈門 361003

3 廈門大學附屬成功醫(yī)院 福建 廈門 361003

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

修回日期:2014-09-15

責任編輯:姚 濤