云計算技術在區域醫療信息化建設中的應用分析

張合明

（濱州醫學院附屬醫院，山東 濱州 256603)

在區域醫療機構之間實現互聯互通、數據共享是困擾醫療信息化的一個難題[1]。當前，區域醫療信息化已經在不少地方進入規劃或建設階段，一定程度上實現了區域內不同醫療機構之間信息管理系統的互聯互通，檢查檢驗結果和患者診療信息共享。信息化的前提是數據標準化，但是實現的困難很多，成本費用也很高。醫院的業務流程存在相似性，不同區域醫療信息化也存在不少共性，有著類似的需求。某種程度上，可以將區域醫療信息化看作一個醫院內部的系統建設，把易于標準化的共性部分用云計算的模式進行建設，規劃成一個可以開放共享的技術架構[2]，然后由可信的第三方進行標準化、系統化建設，對區域內所有醫療相關機構開放，提供接入服務。每家醫院只需要根據需求進行個性化完善，這一建設模式可以節省大量成本，確保高質量的建設標準，為區域內各醫療機構的互聯互通打下堅實的基礎。

1 概述

1.1 云計算定義

云計算指的是一種虛擬計算資源，可以實現自我維護和管理，常見的是若干大型服務器集群，由計算服務器、存儲服務器和寬帶資源等組成[3]。通過把各種計算資源集中起來，借助自動化專門軟件，可以實現無人值守。使用者根據需要申請計算資源，無須關注技術細節，即可運行各種軟件，進而有更多的精力和時間從事業務實現、成本控制、技術創新和高效運營。云計算的概念模型如圖1所示。

圖1 云計算的概念模型

1.2 云計算幾個特點

一般來講，云計算包括如下幾個基本特點。

1) 網絡化。鏈接用戶和計算資源的網絡十分重要，雖然平板電腦、筆記本和個人工作站等終端都可以接入云計算，但是網絡性能高低決定了云計算的應用效果。

2) 虛擬化。云計算將數據處理能力、存儲空間、內存大小和網絡帶寬等虛擬成資源池，向多個用戶同時開放使用，使用者無須關心資源的物理位置；邏輯上，使用者可以在抽象層指定位置。

3) 自助性。用戶可以根據自身需要，自主決定云服務器工作時間、存儲容量和網絡帶寬等，無須聯系服務提供者。

4) 可評估。云系統可以實時監測，優化存儲、計算、帶寬等資源的使用情況，實現自動控制和資源平衡利用，并以評估報告的形式透明地提供給服務提供商和服務使用者。

5) 伸縮性。云計算可以依據用戶需求快速匹配適當的資源，釋放閑置不用的資源，達到資源的最大化利用。對于單個用戶講，似乎可以獲取無限的計算能力，可以隨時按需申請計算資源。

1.3 云計算的優點

云計算至少具備如下優點。

1) 云計算虛擬化的特點支持用戶在任何時間、任何地點獲取資源的能力，幫助用戶實現系統的快速部署。

2) 大量的計算和存儲都放到云上，對用戶終端的性能要求得以極大的降低。

3) 用戶僅需要關注業務和系統功能，無須為服務器資源、存儲空間勞心費力，減少了用戶對這類專業知識的依賴。

2 健康醫療云

正因為云計算具備著無可比擬的優勢，所以在區域醫療信息化建設中獲得了全面應用，健康醫療云應運而生[4]。健康醫療云是指醫療衛生領域以4G/5G通信、互聯網、物聯網、大數據為基礎，結合醫療技術本身特點，通過云計算搭建的醫療健康信息化服務平臺。平臺實現了健康管理服務的信息化、智能化和網絡化，有助于各級醫療機構和衛生管理部門提質增效、服務便捷。

2.1 運營模式

與其他資源相比，醫療信息資源因其高度敏感性、隱私性和重要性而獨具特點，對于確保醫療信息資源安全可靠、完整有效十分重要[5]。各級各類醫療機構的運營模式、發展重點可能有所不同，云計算的運營模式要與醫療機構的運營模式相適應。

根據云計算的服務對象、部署方式的不同分為公有云、私有云和混合云三種類型[6]，健康醫療云平臺也同樣劃分成如下三種運營模式。健康醫療云的運營模式參見表1。

表1 健康醫療云的運營模式

1) 自營私有云模式。醫院投資，醫院管理，專業機構提供技術支持的一種健康醫療云平臺運營模式。醫院的業務系統運行在平臺上，醫院內部科室、分院通過授權使用平臺，也可以通過授權方式向外部開放。

2) 區域私有云模式。醫院、第三方和相關政府機關一起投資，醫院或政府機關管理，專業機構提供技術支持的一種健康醫療云平臺運營模式。平臺向區域內的醫院、醫療衛生管理部門和醫保管理部門開放，也可以向衛生耗材供應商、藥品供應商、城鄉居民等提供增值服務。

3) 公有云模式。由政府獨資或者政府主導，醫院、第三方參與投資，政府管理，專業機構提供技術支持的一種健康醫療云平臺運營模式。醫院、衛生耗材供應商、藥品供應商可以申請平臺，運行自己的應用，也可以通過平臺提供專業化的細分服務。

2.2 典型特點

與傳統的醫療衛生信息系統不同，健康醫療云具備如下八個典型特點。

1) 規模大。因為服務的用戶數量多，范圍大，要求的計算能力、存儲空間大，所以健康醫療云的規模往往更大。

2) 虛擬化。只要能夠聯網，用戶就可以通過平板電腦、筆記本或手機接入平臺，遠程查詢授權患者的基本診療信息、檢查檢驗結果、治療用藥情況等。對使用者來說，申請的功能和要求來自健康醫療云，不是某一個具體的實體。

3) 可靠性。健康醫療云具有多點部署、多副本容錯、專業化管理等措施，確保了醫療服務的穩定性、可靠性，健康醫療云可以提供可靠性更高的信息服務。

4) 通用性。健康醫療云是一種計算平臺，可以同時運行多個不同的云，滿足醫療信息化的不同需求，具備通用性的特點。

5) 擴展性。隨著用戶數量和業務系統的增加，健康醫療云的規模可以動態伸縮、擴展，滿足需求的不斷變化。

6) 按需服務。醫院所需，健康醫療云所想。作為一個功能強大的資源池，健康醫療云可以如同生活中的水電一樣方便地為用戶提供服務。

7) 經濟性。健康醫療云采用集中存儲、集中計算的模式，接入終端的性能不需要多高，接入醫院也無須投入巨資建設專業機房，購買服務器、存儲設備、交換設備、精密空調、配電柜和新風系統等設備。此外，健康醫療云通用性強，資源利用率高，所有用戶共同分擔投資，這些都極大地降低了健康醫療云的成本。

8) 安全性。就診者的電子病歷、健康檔案、家庭住址、聯系方式等私密信息都保存在健康醫療云中，這就對健康醫療云的安全性提出了很高的要求，必須采取嚴格的技術措施、管理手段確保信息不被盜取。

2.3 整體解決方案

健康醫療云整體解決方案指以云計算為技術手段，培育和發展醫療衛生健康的現代化管理，創新服務模式，提高服務效率，便捷居民就醫。普通公眾能夠在新的健康管理模式下得到實惠，相關政府部門能夠提高效率，群眾健康能夠得到保證，社會能夠變得更加和諧，檢查檢驗結果能夠共享互認，醫療衛生區域協同發展得以落實。

云計算下的健康醫療云服務平臺，以公民電子健康檔案信息化管理作為基本，建立起區域內醫療衛生信息資源基礎平臺，一般包括電子病歷、檢查檢驗、分級診療、健康查體、網上問診、藥品耗材供應等服務，用戶可以通過“醫卡通”或者關注微信公眾號等方式獲取相關服務。

云計算技術的應用，使得區域衛生可以建成低成本、高擴展性、高穩定性、高可用性的信息化基礎設施，滿足了高并發、大數據、多用戶的復雜需求，提升了信息系統的高彈性和高可靠性，促進了資源利用，減少了資金投入。

3 云計算在區域醫療信息化中的應用

3.1 應用方向

通過健康醫療云實現區域內醫療資源、公共衛生、疫情防控、藥耗監管、醫保報銷和綜合管理等系統間的數據共享、相互訪問，可以讓居民尋醫問藥更加方便快捷。

電子病歷和居民健康檔案是區域醫療信息化的關鍵，兩家醫院通過數據接口可以實現數據訪問，但是用這種方式實現多家醫院的數據互訪則變得十分困難，甚至不可能。一個可行的解決方案就是通過集成平臺將各家醫院的數據標準化，每家醫院通過集成平臺訪問需要的數據。

區域內醫療機構眾多，分布在不同的城市、社區、鄉鎮和村莊，每一家醫院都存在眾多的子系統，通過云計算技術可以實現對區域內海量數據的標準化、集成化管理，實現區域醫療協同。患者、醫療機構通過云平臺訪問電子病歷和健康檔案，提高了醫療資源的利用率，減輕了患者負擔。利用云計算技術來建設區域信息化時，要重點思考以下三個問題。

1) 如何集成不同的醫院信息系統。

2) 如何實現各家醫院之間的信息共享和訪問。

3) 如何處理因管理方式不同、信息需求不同導致的功能沖突。

不同于傳統的集中式區域信息化平臺，云計算具備更強的彈性、靈活性和適應性。醫務人員、政府管理部門工作人員、保險公司等授權人員可以實時訪問云平臺患者信息，不需要安裝專門軟件。患者的影像結果、檢驗信息存儲在云上而不是某一家醫院的機房服務器上，區域內每家醫院的醫生、護士都可以按需檢索。

此外，云計算平臺還可以為授權的醫療機構、政府部門等需要協同醫療的關系人提供不同的系統集成環境。利用“軟件即服務”(SaaS，Software as a Service) 創新模式向醫院、居民提供在線服務，一方面滿足了醫院業務信息為核心的數據集成，另一方面也成為患者的一個健康管理工具。居民可以方便地實現就診預約、檢查檢驗結果查詢、健康檔案瀏覽、網上購藥等功能。云平臺實現了各種醫療資源的無縫整合，為醫務人員提供了實時的、完整的、可維護的信息資源，有利于精準治理、降低醫療成本、減少醫療差錯。

3.2 應用價值

新醫改要求各級醫療機構實現雙向轉診，檢查檢驗互認，涉及不同醫療機構之間信息的互聯互通問題。單個子系統的功能擴充相對容易，實現跨業務、跨醫院的擴展和適應則變得比較困難。隨著業務系統間協作的增加，將共享的數據獨立出來，對外開放訪問成為發展趨勢。通過云計算技術可以實現醫療行業不同應用的整合，解決了區域信息化建設成本高、數據共享困難、標準不統一、擴展性差等一系列問題。

云計算采用共享模式搭建，實現了數據的統一維護、存儲和計算，減少了重復的、無效的、錯誤的醫療信息的不利影響，提高了數據的可信性和使用價值。區域醫療信息化采用云計算技術后，具備如下價值。

1) 為現有應用和新出現的數據密集型應用提供便捷的、易達的、可擴充的計算能力。

2) 以虛擬化技術動態地為用戶提供計算資源，提高了資源利用率，減少了浪費。

3) 為跨醫療機構的區域信息化提供了新的技術模式，簡化了技術復雜性。

3.3 應用案例-眾陽云健康

眾陽云健康上云并非單純的系統上云，而是云系統，是云計算技術在區域醫療信息化建設中典型應用；區別于系統上云，原來的軟件架構是把軟件部署到云端，把云端當作托管機房；眾陽云健康采用云原生的結構，采用了市面上主流的、先進的、穩定的、大型的互聯網架構。基礎設施層與中間件是基于云原生的技術，是一種云模式下的云系統。眾陽云健康技術架構如圖2所示。

圖2 眾陽云健康技術架構

眾陽云健康是采用了中臺思想和微服務架構構建的新一代產品體系。傳統新信息化構建方式是“HIS 是HIS”，“電子病歷是電子病歷”，“LIS 是 LIS”，“PACS 是PACS”，一層多個應用，每個系統邊界清晰、獨立數據庫。這種情況下醫院構建全院患者CDR 數據中心，進行數據應用、數據統計，數據關聯時，需采用接口或集成平臺技術把分散到各個系統的數據進行連接、抽取、匯總，形成患者CDR 數據中心。眾陽云健康技術打破系統邊界，不是進行系統羅列堆積，而是把整個區域、醫院的信息化看成一個整體，采用微服務架構，對醫院的這些業務充分地理解分析，把共用的服務能力下沉一層，形成中臺層，提供共同服務，作為醫院最基礎的服務。整個區域、醫院信息化從一開始構建，就是數據集中、物理集中、一體的。由于采用了眾陽云健康的新體系，系統建設之初就形成了患者CDR數據。

眾陽云健康實現了區域醫院的數據一體化、業務一體化。建立以患者為核心的數據中心，圍繞患者建立流程、醫囑、診斷等多條主索引，作為所有醫療數據的中心線，能夠方便地檢索到需要的數據，同時能夠快速形成符合國家標準的數據集。通過數據一體化將患者在醫院各個環節的數據按照各個主索引所代表的主線實時收集到數據中心，通過數據的高度共享，實現醫院信息的高度互聯互通。基于數據一體化，建立以服務為主的業務一體化，將醫院的業務流程按照服務的視角，以患者服務為核心抽象業務模型，將醫院的門診、住院等業務整合到一個抽象的服務體系中，實現醫院科室能力化，醫院業務服務化。

4 結束語

云健康平臺與傳統的應用技術路線不同，傳統應用只需要應對內部有限的用戶規模，而云健康平臺要面向百萬級以上的社會公眾用戶，因此更加強調服務的高可用性和架構的水平擴展能力，以滿足不斷增加的用戶數和數據量。能夠提供海量數據的存儲和處理能力，實現海量數據的存儲、推薦、搜索等服務，同時能夠基于負載均衡、高速微服務框架、分布式緩存、搜索引擎、消息隊列、分布式數據庫等技術實現高效的處理能力和數據高并發訪問。

互聯網和大數據推動了云計算技術在區域醫療信息化建設中的應用[7]，云計算為區域醫療信息化帶來了前所未有進展，受到了醫院、政府和患者等用戶的廣泛好評。作為一種新技術，云計算在實施過程中難免遇到這樣那樣的問題，但并未影響其技術的先進性。希望本文能為區域醫療信息化建設提供一定的幫助。