基于共享交換云平臺的區域基層醫療云總體架構研究

鄧未玲　李妮妮

摘 要：隨著云計算技術的發展和新醫改計劃的推進，傳統的醫療信息系統面臨著建設分散、管理不集中、信息共享難度大等問題，已經不能滿足新醫改的信息化要求。提出一種基于共享交換云平臺的區域基層醫療云的總體架構，詳細介紹該架構的基本結構，并重點闡述了該架構的基礎共享交換云平臺，同時簡單分析了該架構的應用前景。

關鍵詞：云計算；信息共享交換平臺；區域基層醫療云；醫療信息化

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：B 文章編號：2095-1302（2015）03-00-02

0 引 言

國家醫療信息化“十二五規劃”報告中指出，醫療信息化發展中存在著普遍的問題：缺乏頂層設計和信息標準，信息孤島和信息瓶頸問題突出；醫療服務機構之間總體協同效果差，信息系統之間缺乏信息共享和業務協作機制；醫療機構采用分散式系統建設模式，投資分散、系統質量差、多點維護成本高、建設周期長以及信息準確、安全性能低等一系列問題[1，2]。因此，建設惠及百姓、服務應用、資源共享、實用互聯的區域基層醫療云平臺，在“信息互通、資源共享”的基礎上實現醫療服務的內容、模式和運行機制的轉變，對我國醫療衛生體制改革具有重要的現實意義。本文所提出的基于共享交換云平臺的區域基層醫療云總體架構正是在這種需求下提出來的。文中將詳細介紹該架構并重點分析共享交換云平臺，同時闡述該架構的應用前景。

1 區域基層醫療云總體架構

1.1 總體架構介紹

區域基層醫療云架構分成云基礎設施層、專用云資源層、專用云平臺層、專用云服務層、云共享交換層、公共云服務云層六層，并以嚴謹的云計算服務體系、云計算治理體系、云計算標準體系、云計算安全體系為保障。技術架構設計如圖1所示。

基礎設施層對應的是基礎設施云化服務平臺，平臺將服務器、網絡、數據庫、存儲等硬件資源轉化為服務，包括創建虛擬機、提供應用容器服務、數據庫存儲服務等。它用于管理的服務器、存儲、網絡、數據庫等支撐層的底層資源，實時監控機房動態，實時監控服務器運行情況，包括CPU、內存、磁盤、網絡等重要數據的監控。同時完成虛擬平臺創建、回收服務、虛擬環境動態管控服務。

圖1 基于共享交換云平臺的區域基層醫療云總體架構

專用云資源層指已建、擬建系統的應用服務及數據中心。應用服務包括已建設的及擬建的醫療業務應用系統，以及建設Office Web應用平臺、即時溝通平臺等；數據中心包括居民健康檔案庫、醫療資源信息庫、HIS數據庫、PACS數據庫、LIS數據庫、EMR數據庫、平臺數據庫、數據集市等區域醫療所有的數據資源，為將來進行醫療數據的深層次的數據挖掘與分析打下基礎，可以為市民、衛生技術人員、醫療衛生機構和政府相關部門深入利用的信息。

專用云平臺層是在云資源聚合中間件平臺之上對已建、擬建系統的應用資源和數據資源進行抽象、概括、類化以形成各類資源池，例如：展現配件池、應用資源池、數據魔方池、數據服務池、報表服務池、訪問用戶池、初始代碼池等。

專用云服務層是指通過定制、自動為每類用戶生成虛擬化、個性化桌面，以形成專用云平臺。云端用戶經過單點登錄后，系統自動感知用戶背景和操作系統，智能聚合相應的內容，并推送到個人桌面，實現信息找人、任務找人的創新模式。同時在云資源整合中間件平臺之上，定制各種分析主題和報表，為領導提供輔助決策，以及滿足統計數據上報的要求。

云共享交換層是用來建設區域衛生信息共享交換云，采用云服務目錄、云服務總線、數據交換總控、數據交換網關等設備快速構建安全的共享交換云平臺。共享交換層是整個醫療云平臺的核心層，為醫療機構之間、本系統與上級部門之間、本系統與社保系統之間提供資源服務化共享和數據交換，同時為專用云和公共云之間提供共享服務。

公共云服務層在醫療門戶網站群平臺之上快速構醫療門戶總站及各醫院、醫療機構、各專題子站，提供面向市民、衛生技術人員、醫療衛生機構和政府相關部門的信息頻道，以形成云格化的公共云，同時還是用戶登錄至虛擬化個人桌面的入口。其各信息頻道內容不僅可以通過網站內容管理系統發布，而且還可以通過調用掛接到云服務總線上的REST/SOAP服務而獲取醫療專用云所將交付的信息內容。

1.2 關鍵技術

該系統架構嚴格遵循業界領先的“資源集約化使用和治理”的云計算核心本質，采用“1+N”彈性云計算/云服務、SOA/WOA架構、OSGI插件架構、分析挖掘、P2P數據交換、物聯網/感知計算等技術，確保本項目平臺建設的高可用、高擴展、高安全、高性能，為各大醫療機構、健康服務機構、醫生和患者提供更好的信息共享和服務。

2 共享交換云平臺

區域衛生信息的共享交換涉及到區域內醫院、社區衛生服務、疾病預防控制、衛生監督、婦幼保健、衛生管理部門及其他衛生信息相關部門和機構之間的協調和管理。作為一個統一醫療和衛生的信息化平臺，一個良好的區域衛生信息化系統的形成必然促進醫療和衛生之間的信息共享和整合，最大程度地促進醫療衛生事業的進步[3]。鑒于我國區域衛生信息共享的發展現狀和存在問題，需要構建基于區域的衛生信息共享交換云平臺，通過統一的信息網絡平臺直接進行信息共享與交換，加強各部門上下、左右的業務聯系，實現預防保健、醫療服務和衛生管理一體化的衛生數據共享和交換。

區域基層醫療云架構的數據交換共享云平臺有數據交換總控設備、云服務總線設備、云資源目錄設備和端到端的數據交換網關設備構成。數據交換網關設備內置異構數據橋接器、云服務生成器，不需開發任何接口即可實現異構數據與數據交換網關的橋接，不需任何編碼即可實現資源的服務化共享。

2.1 數據交換總控設備

數據交換總控設備是數據交換平臺中的總控系統，提供統一配置、統一監控、統一跟蹤、統一管理等功能，能夠為不同的系統分別提供系統管理、權限管理、定時任務、交換配置、信息統計、訂閱分發、數據跟蹤等功能。數據交換總控設備支持對采集模式、訂閱分發模式、雙向同步模式、大數據傳輸模式、數據對比模式等復雜模式的配置，是共享交換平臺的核心樞紐。

2.2 云服務總線設備

云服務總線設備主要解決了云資源共享、云服務整合、異構系統之間互聯互通、消息格式繁多難以統一等問題。全面支持非云，云和云端REST 、SOAP兩種樣式的共享服務。服務總線提供服務注冊、服務響應緩存、服務訪問流量控制、服務會話監控和訪問日志等全面服務治理功能；提供服務層與方法層的細粒度訪問控制，提供可靠消息傳輸保障，以及支持故障轉移的端點訪問策略，確保服務共享的安全性和可靠性。同時還支持在多個業務領域進行配置、部署和監控。

2.3 云資源目錄設備

云資源目錄是一款軟硬融合一體的云資源目錄及云服務治理產品，它主要有資源類化編目、目錄版本管理、目錄檢索功能、目錄訂閱、效果評論等功能。

資源類化編目是指設備能動態感知云服務總線設備上所有的服務資源，同時支持根據不同的服務資源、在線資源的主題、來源、保密等級和資源訪問地址等進行資源的類化編目。目錄版本管理能針對目錄變更提供目錄版本管理，對經過審核后的目錄變更內容以多版本的形式存儲，目錄的變更嚴格使用權限控制。目錄檢索功能提供目錄資源搜索引擎根據目錄的分類和目錄信息關鍵字進行目錄的搜索和查詢。目錄訂閱提供ATOM訂閱服務，目錄變化后自動將目錄發布給訂閱者。效果評論提供資源目錄使用效果評論功能。目錄訂閱者可以將服務運行的效果和問題上報到云資源目錄平臺。

2.4 數據交換網關

云數據交換網關設備是工業級、嵌入式設備，是廣域資源共享與數據交換網絡中的節點設備，它提供數據交換的各種功能：數據交換過程實時監控、數據交換網關配置、數據交換定時任務調度、傳輸安全管理、數據交換定時任務調度、傳輸安全管理、數據智能恢復、數據斷點續傳、數據共享服務生成等功能。數據交換網關中的云服務生成和異構數據橋接器分別用來生成各種服務和不同網絡的數據轉換盒橋接。

云服務生成器是一款符合SOA架構思想，用于發布生成并運行基礎源Service服務的中間件產品。它既是開發工具，也是容器。異構數據橋接器是一個強大的、靈活的數據提取、轉換、推送的工具軟件。它提供智能化的橋接適配器，能實現與異構的互聯互通“零編碼”實現，即配即用。

3 基于共享交換云平臺的區域基層醫療云平臺的應用前景

基于共享交換云平臺的區域基層醫療云平臺的建設將醫療信息資源進行集約化的管理和分配，形成了一個自動部署、靈活配置、動態伸縮的臺云計算服務，大大降低了運營成本，提高了服務器等設備的資源利用率，降低了應用部署周期，提高了業務運行的可靠性，形成了面向服務，支持業務的創新云平臺理念，保證了區域內的各醫療服務機構信息系統的可靠性、統一性、一致性[4，5]。給居民、醫院職工、基層醫療機構帶來了更加便利的服務，在醫療信息化改革中將會有著廣泛的應用前景。

4 結 語

本文提出一種基于共享交換平臺的區域基層醫療云的總體架構作為推進醫療信息化改革的一種新技術，該架構在數據共享交換云平臺的基礎之上，將醫療信息資源進行集約化管理和分配，推動傳統醫療 “以醫院為中心”的建設模式向“以病人為中心”過渡，提高醫療服務質量，推動醫療云的應用和發展，為我國區域基層醫療云的建設發展提供強大支撐。

參考文獻

[1]馬家奇. 醫改信息化公共衛生信息系統建設與應用[J]. 中國衛生信息管理雜志，2011（3）：19-21.

[2]李岳峰，周光華，孟群. 我國醫改衛生統計與信息化人才培訓框架設計與思考[J]. 中國衛生信息管理雜志，2013（2）：120-124.

[3]石曉敬. 基于云計算的區域醫療信息化建設[J]. 中華醫學圖書情報雜志，2013（9）：20-23.

[4]許敏. 基于云計算的醫院信息技術平臺的構建與研究[D].廈門：廈門大學，2014.

[5]張正欣. 基于云計算平臺的電子醫療服務系統設計與實現[D].北京：北京工業大學，2013.