醫院信息化云計算應用的可行性分析*

◆馬錫坤韓 雄陳一君薛以鋒林亞忠

醫院信息化云計算應用的可行性分析*

◆馬錫坤1韓 雄2陳一君3薛以鋒4林亞忠5

通過分析醫院信息化阻礙因素以及云計算技術的構成與優勢，確定云計算在醫院信息化應用中的可行性方案、面臨問題及應用效益。云計算應用的重點在基礎平臺、信息應用、運維管理、軟件系統等方面。在醫院信息化云計算應用過程中，要更新觀念，合理規劃，規避風險。

云計算；虛擬化；信息化建設；數字化醫院；可行性

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

信息化建設是醫院加強科學管理的推進器,是提高質量效益的倍增器,是實現快速發展的催化器［1］。信息化建設是醫院現代化建設的必然趨勢和必由之路［2］。但傳統的醫院信息化建設模式、應用模式和管理模式,已不能適應新形勢、新任務和新技術發展的要求［3］。當前,以云計算、大數據、移動互聯網、BYOD等為代表的新一代信息技術發展十分迅猛,這為醫院信息化建設注入了新的動力。因此,應該推動數字化醫院建設的轉型發展,逐步實現可持續發展的數字化醫院建設新模式。

1 阻礙因素分析

傳統的醫院信息基礎平臺是“煙囪式”ⅠT資源配置模式,應用系統軟件是和硬件資源捆綁起來建設的,各自運行著HⅠS、LⅠS、PACS等應用系統［4］。由于每個應用系統都由一臺服務器單獨提供服務,服務器一旦宕機業務就會直接中斷。而數據備份則是點對點的,多數要進行手工操作,容災策略異常復雜。與此同時,醫院的硬件資源利用率卻很低,網絡核心及主要匯聚交換機采取的是一主一備模式。醫院各類工作站使用的都是“胖客戶端”PC,存在部署慢、運維難、能耗高、安全性差等問題。

醫院信息化建設過程是一個不斷對內外變化條件進行動態平衡的過程。當醫院信息化建設發展舉步維艱時,如何化解這些阻礙因素,建立可持續發展的數字化醫院建設新模式,是醫院信息化建設的首要任務。醫院信息化建設不僅需要先進的技術,更重要的是在建設應用模式上進行深層次的變革。

2 云計算技術的構成及優勢

云計算將計算任務分布在大量的資源池上,使各種應用系統能夠通過網絡根據需要獲取存儲空間和各種軟件服務［5］。所謂“云”就是提供資源的網絡,是一些能自我管理和維護的虛擬計算資源。在使用者看來,“云”資源是可以無限擴展的,并且可以隨時獲取,按需使用。云計算打破了原有計算模式,已成為ⅠT業的發展趨勢。

云計算的核心理念是資源池［6］,通常是指一些大規模服務器群,包括計算服務器、存儲服務器和網絡資源等。云計算將計算資源集中起來,通過專門軟件實現自動管理,無需人為參與。從技術角度看,云計算是分布式處理、并行計算、虛擬化和網格計算等傳統信息技術的發展和融合［7-8］。其關鍵技術是虛擬化、海量數據存儲、海量數據管理、編程模式等。云計算技術架構體系可分為核心服務、服務管理、用戶訪問接口3層［9］。核心服務層將硬件基礎設施、軟件運行環境、應用程序抽象成服務,這些服務具有可靠性強、可用性高、規模可伸縮等特點,可以滿足數字化醫院多樣化需求。服務管理層為核心服務提供支持,進一步確保核心服務的可靠性、可用性與安全性。用戶訪問接口層可以實現終端用戶到“云”計算數據的訪問。

3 可行性方案

與云計算技術架構的建設模式進行對照,傳統的醫院信息化建設問題越來越明顯。基于云計算的數字化醫院建設是實現數字化醫院轉型發展的創新模式［10］。基于云計算的數字化醫院信息平臺按照建設內容,可分為信息基礎平臺、信息應用平臺、信息運維平臺,體系結構如圖1所示。云計算為醫院信息化帶來了全新的服務模式,即醫療衛生信息化的Ⅰaas(Ⅰnfrastructure as a Service,基礎設施即服務）、PaaS (Platform as a Service,平臺即服務）和SaaS(Software as a Service,軟件即服務）模式。

云計算為存儲和管理數據提供了幾乎無限大的空間,也為完成各類應用提供了強大的計算能力。從總體設計架構來看,云計算在醫療衛生行業的應用將在以下4個方面取得突破。

一是基礎平臺。通過構建計算資源池、存儲資源池、網絡資源池、桌面資源池、安全資源池,建立平臺整體部署、資源按需配置、系統安全保障的動態數據中心和虛擬桌面［11］,搭建5個功能云平臺(生產云、測試云、容災云、桌面云、安全云）,組成完整的醫院信息基礎平臺,實現從傳統粗放型向現代集約型投入轉變,從煙囪式向虛擬化應用部署轉型,提高信息設備利用率,提升信息系統安全性,充分發揮信息資源效能。

二是信息應用。發揮云計算平臺的虛擬化、云存儲、分布式計算等優勢,在管理上實現泛在式信息服務,全面提升管理效率和醫療質量。通過應用軟件來實現存儲設備向存儲服務的轉變,實現巨量數據的即時計算,解決醫療信息化瓶頸,為醫療數據提供全新的應用模式［12］。

三是運維管理。依托新型優質高效安全的信息基礎平臺和信息應用平臺,打造基于云計算技術架構的運維管理平臺,建立信息平臺集中式管理、零宕機維護、快捷化響應的新方法。資源池化使整個數據中心從原來的網狀結構向虛擬化的扁平結構轉變,簡化了整個數據中心的邏輯架構,使得數據中心的管理、運維更加簡單和高效,保證了信息平臺的穩定性和業務系統的連續性。

四是軟件系統。利用云計算技術,積極探索基于云平臺的“區域醫療信息平臺”、“區域電子病歷質控系統”、“健康網絡服務系統”和“績效考評與全成本核算系統”等新型管理系統,充分發揮云計算服務模式的功效。軟件系統由條塊分割到集成融合,實現醫療衛生信息化應用系統高度集成,功能有機融合,數據智能處理,軟件敏捷開發,加快服務模式轉型,全面推進醫院信息化內涵建設。

4 面臨問題

基于云計算的數字化醫院建設技術性、專業性、整體性較強,短期經費投入大,建設周期長。也面臨著一定的風險和挑戰。因此,在建設過程中,要更新觀念,合理規劃,規避風險,安全遷移生產系統和數據,保證平臺安全穩定,確保云計算工程在醫院順利實施［13］。

圖1 基于云計算的數字化醫院信息平臺體系結構

第一,要做好設計規劃。作為一項系統工程,基于云計算的數字化醫院建設涉及到醫院的機房、服務器、存儲、網絡、數據庫、業務系統軟件等內容。如計算資源和存儲資源規劃、網絡帶寬和負載均衡、云桌面“啟動風暴”、數據安全等。其中性能最低的節點將決定整個云計算平臺的總體性能。因此要特別注重頂層設計,做好整體規劃［14］。同時,要認識到云計算數據中心整體規劃的重要性,而不是簡單的服務器虛擬化。第二,要合理調配資源。在實施過程中,應先分析醫院業務系統的類型,各業務所需的ⅠO、CPU、內存和存儲空間,并根據不同的業務特點,優化數據庫類型,并有針對性地進行資源調配。第三,要嚴格控制質量。在平臺搭建、軟件部署、運維管理等環節,要加強標準化和規范化建設,嚴把質量關,確保云計算平臺的高可用性和高穩定性。第四,要有序穩步推進。云計算將帶來醫院信息基礎平臺構架的顛覆性改變,數字化醫院建設涉及到醫院所有的應用系統,特別是涉及到醫療秩序與安全。由于醫療業務的特殊性,不能因為工程建設而打亂正常醫療工作秩序,因此要從實際出發,確保工程建設有序展開、穩步推進。

5 應用效益

基于云計算的數字化醫院建設,不僅是技術創新,更是數字化醫院建設模式、應用模式和管理模式的創新［15］。2013年,南京軍區經過反復調研論證和深入研究探討,認為將云計算技術作為當前實現數字化醫院建設轉型的重要途徑時機已經成熟。為此,決定在全區全面推行基于云計算的數字化醫院建設工程,稱之為“醫云工程”。實踐證明,云計算工程對醫院全面建設和持續發展發揮著三個方面的作用：

一是有利于醫療服務質量的全方位提高。醫院只有不斷跟蹤最新的信息技術,才能構建出具有高附加值、高品質、個性化和強競爭力的信息支撐平臺。基于云計算的電子病歷、醫學影像、移動醫療、遠程會診等系統的應用,使醫務人員在獲取、傳遞、利用信息資源方面,更加靈活、快捷、廣域和開放,極大地提高了醫療服務質量。

二是有利于運營管理決策的科學化。醫院競爭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。基于云計算的醫院管理信息平臺,將使醫院管理突破時域和空域的限制,醫院各種信息在云計算平臺上形成一個海量信息流,增強了決策的合理性、科學性,提高了醫院決策效率和決策水平。

三是有利于醫院內涵建設。應用云計算技術,可以高度整合和共享信息資源,實現信息資源按需使用,提高信息資源利用率,提升信息平臺可用性,保證系統安全可靠運行,從而實現數字化醫院的可持續發展,還可以節約硬件采購成本和系統運行成本,如整個南京軍區就節約經費數千萬元。

［1］ 曹文獻.關于加快數字化醫院建設發展的思考［J］.東南國防醫藥,2010,12 (6）：1-2.

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［3］ 馬錫坤,韓 雄,史兆榮,等.南京軍區“醫云工程”建設需求分析［J］.中國數字醫學,2013,8(5）：8-11.

［4］ 趙伯誠,朱元元,馬錫坤,等.南京軍區“醫云工程”實踐與效果分析［J］.中國數字醫學,2013,8(5）：16-19.

［5］ 高 林,宋相倩,王潔萍.云計算及其關鍵技術研究［J］.微型機與應用,2011, 30(10）：5-7,11.

［6］ 劉 鵬.云計算［M］.2版.北京：電子工業出版社,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“醫云工程”技術架構體系［J］.中國數字醫學,2013,8(5）：12-15.

［10］ 李華才.強勢推進軍隊數字化醫院建設模式轉型轉變的重大舉措［J］.中國數字醫學,2013,8(5）：1.

［11］ 馬錫坤,楊國斌,于京杰.基于虛擬化的云計算數據中心整體解決方案［J］.中國醫療設備,2012,27(12）：62-64,92.

［12］ 馬錫坤.基于云計算平臺的醫療信息應用模式的探討［J］.中國醫療設備, 2013,28(11）：84-85.

［13］ 林亞忠,吳光珍,許 敏,等.南京軍區“醫云工程”實施中的問題與對策［J］.中國數字醫學,2013,8(5）：20-22.

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［15］ 李華才.全面推行基于云計算的數字化醫院建設工程-訪南京軍區聯勤部衛生部方勝昔部長［J］.中國數字醫學,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

南京軍區衛勤專項課題:基于云計算的醫院信息技術平臺的構建與研究,編號:12WQZ04

馬錫坤1韓 雄2陳一君3薛以鋒4林亞忠5

1 南京軍區南京總醫院 江蘇 南京 210002

2 南京軍區聯勤部衛生信息管理中心 江蘇 南京 210016

3 解放軍第101醫院信息科 江蘇 無錫 214044

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

馬錫坤:南京軍區南京總醫院信息科副主任

E-mail:maxikun@163.com

修回日期:2014-09-15

責任編輯:姚 濤