智慧健康系統平臺構建研究

庹兵兵，沈麗寧，金新政

（華中科技大學健康信息資源研究中心，湖北 武漢 430030）

智慧健康系統平臺構建研究

庹兵兵，沈麗寧，金新政*

（華中科技大學健康信息資源研究中心，湖北 武漢 430030）

近年來，隨著物聯網技術和云計算、大數據等概念的興起，信息通信技術與健康產業的融合越來越深入。本文在分析國家“4631-2工程”的基礎上，結合我國智慧健康產業的發展的實際需求，從平臺宏觀體系、平臺總體架構、平臺特性與優勢對智慧健康系統平臺的構建進行深入研究。針對智慧健康系統平臺構建過程中可能遇到的挑戰進行了討論。

智慧健康；平臺；物聯網；云計算

0 引言

近年來，政府與企業合作大力部署城市的公共場所和公共交通設施上的無線網絡，努力推進公共區域的無線網絡的覆蓋率。2015年第37次中國互聯網絡發展狀況統計報告也指出WIFI無線網絡成為網民首選的網絡接入方式，同時3G/4G網絡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展普及也大大促進了家庭無線網絡的使用。網絡的普及為“智慧城市”的實現打下了堅實的基礎。作為“智慧城市”構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［1］。

1 平臺體系簡介

2014年7月23日上午，中國衛生信息學會常務副會長、衛生部統計信息中心主任孟群在中國衛生信息技術交流大會上的報告中介紹了國家衛生、計生資源整合頂層設計規劃——“4631-2工程”，其中，“4”代表4級衛生信息平臺，分別是：國家級人口健康管理平臺，省級人口健康信息平臺、地市級人口健康區域信息平臺及區縣級人口健康區域信息平臺；“6”代表6項業務應用，分別是：公共衛生、醫療服務、醫療保障、藥品管理、計劃生育、綜合管理；“3”代表3個基礎數據庫，分別是：電子健康檔案數據庫、電子病歷數據庫和全員人口個案數據庫；“1”代表1個融合網絡，即人口健康統一網絡；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。依托中西醫協同公共衛生信息系統、基層醫療衛生管理信息系統、醫療健康公共服務系統打造全方位、立體化的國家衛生計生資源體系［2］。

立足于國家平臺的基礎上，隨著“智慧地球”、“智慧城市”等概念的興起以及移動醫療與云計算技術的快速發展，智慧健康系統平臺的概念應運而生。智慧健康系統平臺將以對公共衛生、慢病管理和便民服務等信息消費需求為核心，依托云計算、移動互聯網、醫療大數據等技術架構，將在不影響既有應用架構的前提下，采用云服務的方式聚合社會公共衛生服務資源和便民服務資源，基于實名制的信息聚合，最終實現衛生事業管理的創新，推進基本公共衛生服務的均等化和人性化。

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

圖1 智慧健康系統平臺體系架構圖

2 平臺總體架構介紹

智慧健康系統平臺的架構分為概念層和實施層。概念層主要是分析機構內部以及機構之間的業務流程。實施層主要為醫療服務執行和醫療資源供應，具體包括：云服務、機構內部的供應鏈、智能移動健康服務、以大數據為支撐的商業情報、知識管理服務以及Web2.0和Web3.0解決方案。云服務的實施框架是一個三層架構的跨機構平臺，每一層對應相應的管理服務。智慧健康系統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的服務層級。智慧健康系統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、和服務質量。智慧健康系統平臺可通過智能接口實現跨機構的對接即從數字化層面實現聯通和合作。通過這些智能接口可以管理業務流程，在相應的跨機構云平臺中實現數據互聯互通。而機構內部的供應鏈使得機構本身可以實施業務通過整合后的分布式網絡，解決復雜、大容量的事務決策活動［3-4］。基于上述分析的基礎之上，本文提出了智慧健康系統平臺的五層架構及其支撐體系：第一層，云基礎設施層，基于云服務的概念，搭建了與之配套的軟硬件框架，實現資源云端共享及其虛擬化；第二層，信息資源層，對衛生信息資源進行劃分；第三層，開發平臺層，基于國家頂層設計的四層縱向平臺劃分，本層從橫向層面分析，囊括了開發者門戶、運維管理、服務監督以及資源聚集四個方向的模塊；第四層，業務支撐平臺層，通過分析衛生服務劃分出公共衛生、醫療服務、醫療保障、藥品管理、計劃生育以及綜合管理6大業務系統；第5層，渠道應用層，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生信息服務。詳見下圖2.

圖2 智慧健康系統總體架構

3 平臺特性與優勢

一個多層次多機構參與的系統平臺的供應鏈端包括多種多樣的實體，具體包括從業人員、實驗室、納稅人、制造商、藥房、研究機構需要材料，信息和知識以及組織之間的現金流。而每一個實體都需要一個或者多個機構的參與。所有這些實體都可以進行模塊化，然后通過標準接口以Web服務的方式連接起來。智慧健康系統平臺通過移動服務集成了多種功能，例如捕捉、感知、驅動和控制。智慧健康系統平臺的關鍵創新點在于它能定義、描述、分析用戶的健康情景，通過所獲取到的數據以合理的方式做出相應的醫療決策［5］。在這種配置情景下，一系列的數字追蹤設備例如RFID等也可以幫助定位業務問題，比較典型的應用就是藥品的追蹤和召回；優化庫存管理，有效期管理；財務補償以及產品上架對制造商、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組合并封裝成一個黑匣子（使得流程僅可內部訪問）。Web服務作為一個中間件，使得各個實體之間可以互聯互通。與此同時，平臺具有市場監測和信息派發功能，機構能隨時洞察市場、規章及醫療保健需求的變化，IT服務也支持供應鏈進行動態調整。聯動：將輸入轉化為服務和產品；商店：解決用戶問題；網絡：聯結用戶［6］。

大數據支撐下的商業智能（business intelligence，BI）和知識管理服務使得機構可以收集、分析、傳播大量的結構化和非結構化數據以支持決策。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，更主動的參與到醫療決策當中，實現以患者為中心的醫療服務。個人健康檔案和用戶文檔可被用于聯通患者數據和臨床數據，增強醫患溝通。遠程醫療可通過電視，電話，電腦或其他同類多媒體設備實現，可實現實時醫患交互或通過電子郵件溝通［7］。文本或影像數據如X光等，可以輕易獲取。數據挖掘可以將病人分為不同的組別并為每一組定義標簽，作為區分的決定性因素。更先進的算法也會被開發出來，在后臺自動運行，通過歷史數據計算出病人的風險，當他們的治療開始時，醫療決策也會根據風險做出相應調整。醫療保健領域知識管理的先決條件是收集數據，病人或醫生需要經常上傳測試數據，系統會將個體的健康數據與測試數據進行比對，以此來計算用戶患某種特定疾病的風險［8］。

Web2.0和3.0是智慧健康系統平臺構建成功與否的另一個關鍵因素，它可以促進和提高臨床決策支持系統的協同開發和共享。例如，醫生可以在YouTube上上傳醫療相關視頻。同時，一系列更加細分的健康保健相關的WIKI百科和論壇對于普通用戶醫療知識的普及和健康素養的提升也有十分顯著的作用［9］。相關的領域專家可以使用博客，微博等分享一些案例和圖片，讓公眾了解醫院管理體系，培養健康信息系統平臺的意識。當然，網絡分享和傳播也要處于政府監管之下，對于網絡言論也要負責，建立一些權威的公共網站，讓用戶可以在社交媒體上獲取一手的權威信息，同時可以安排權威的一線專家為用戶進行專業的咨詢和解答。社交網絡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

許多醫療保健機構嘗試通過網絡融合以及服務創新來調整機構的資源配置，以適應不斷變化的健康需求，從而提升服務效率與服務質量。換言之，醫療保健機構嘗試著操縱醫療保健服務系統中可控的因素。然而，他們發現這些嘗試缺少一個可行的切入點。因為醫療保健服務系統比他們所想的要復雜得多。如此大規模的醫療改革，顛覆了傳統的醫療服務模式，可能會對服務質量產生不可預知的影響，也會浪費不必要的成本，甚至最終不能滿足病人的需求。醫療保健機構期望引入一種智慧的系統—以云服務為導向，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據，通過數據挖掘、數據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療機構的反應速度，能對個體提供有針對性的、最合適的健康服務。最重要的是智慧健康的系統平臺能否簡化服務的流程［11］。

智慧健康系統平臺實現的一個基本前提是醫療機構能夠重新整合他們所提供的醫療服務，打破固有的商業模式，并將服務模塊化。各個獨立的服務模塊可以復用，以一種松散的耦合狀態滿足動態多樣化的用戶需求。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環境，將醫療資源進行虛擬化，機構或用戶可以在平臺上進行醫療模塊化資源的重構，進而享受或提供個性化的醫療服務。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管和審查制度下。對于用戶而言，平臺的可用性是關注的重點。要想實現這樣的智慧健康服務平臺需要統一的標準和服務協議，需要對現存的醫療和應用進行無縫集成。

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

［1］ 梁實， 王益新. 深圳智慧醫療云服務平臺建設［J］. 測繪科學， 2014， 39（8）:74-77.

［2］ Catarinucci L， Donno D D， Mainetti L， et al. An IoT-Aware Architecture for Smart Healthcare Systems［J］. IEEE Internet of Things Journal，2015， 2（6）:515-526.

［3］ Sheng M， Zhang Y， Yang J， et al. Fihuo: A Moblie Smart Health Service Platform［C］// Web Information System and Application Conference. IEEE， 2015:179-183.

［4］ 李建魁， 史先東， 徐夢丹. 公眾健康信息資源共享服務平臺建設思考［J］. 中國藥事， 2013， 27（3）:258-262.

［5］ 甄樂. 互聯網+云醫療的相關研究之一--健康信息平臺［J］. 企業改革與管理， 2016（6）.

［6］ Demirkan H. A Smart Healthcare Systems Framework［J］. It Professional， 2013， 15（5）:38-45.

［7］ 房秉毅， 張云勇， 李素粉. 基于云計算的智慧城市平臺設計［J］. 信息通信技術， 2013（5）:6-11.

［8］ 朱斌. 區域居民衛生健康信息共享平臺設計［J］. 電子商務， 2010（5）:38-40.

［9］ 宗文紅， 周洲， 張濤，等. 區域人口健康信息平臺建設模式研究［J］. 中國衛生信息管理雜志， 2014（5）:440-442.

［10］ Solanas A， Patsakis C， Conti M， et al. Smart Health: A context-aware health paradigm within smart cities［J］. IEEE Communications Magazine， 2014， 52（8）:74-81.

［11］ Zefeng Li， Qiang Su， Yan Zhu. Smart health information platform for chain of care: Conceptional framework， functional design and pivotal technologies［C］// International Conference on Service Systems and Service Management. IEEE， 2014:1-5.

［12］ Suzuki T， Tanaka H， Minami S， et al. Wearable wireless vital monitoring technology for smart health care［J］. 2013， 5（5）:1-4.

［13］ Jung H， Chung K. Sequential pattern profiling based bio-detection for smart health service［J］. Cluster Computing， 2015， 18（1）:209-219.

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：衛生信息管理。

金新政，男，華中科技大學同濟醫學院 管理學教授，研究生導師，系華中科技大學健康信息資源研究中心主任。主要研究方向是信息管理、衛生事業管理和軟科學。