以云計算為基礎的“醫云平臺”建設與思考

◆曾 凡

以云計算為基礎的“醫云平臺”建設與思考

◆曾 凡

大型云計算項目為醫療信息化建設提供了充足的資源和發展空間。通過對云計算特性和應用的分析，結合當前醫療信息化項目建設中出現的問題和實際需求，闡述了以云計算為基礎的“醫云平臺”建設思路，并對存在問題進行分析。

云計算；醫云平臺；思考

First_author′s addressResearchⅠnstitute of Field Surgery,Daping Hospital,Third Military University,Chongqing, 400042,China

建設成本高、技術人員缺乏等因素阻礙了醫院信息化建設的整體發展［1］。隨著國內醫學信息研究的不斷深入,特別是云計算在醫療衛生信息化進程中的應用,為醫療信息化建設帶來了新契機。借助云計算建設標準化醫療信息平臺,對節約建設經費、降低維護成本、推進數據標準化、提高資源利用率等具有重要的價值。

1 云計算的應用價值

云計算是一種基于互聯網的新計算方式,由超級計算、集群計算、網格計算等發展而來,是一種通過互聯網進行異構、自治服務并為用戶提供按需即取的計算方式。由于云計算的資源通常在存儲互聯網上,且電腦流程圖及互聯網圖標常以云狀圖案來表示,因此可以形象地類比為云,云計算也是對基礎設施的一種抽象概括。云計算環境可以在傳統網絡建設的模式下進行規劃和建設。

在云計算模式下,用戶所需的應用程序在Ⅰnternet服務器集群中運行,而非在個人PC、Mobile Phone等設備終端運行,用戶所處理的數據也并不存儲在本地,而是保存在Ⅰnternet的數據中心。因此,管理和維護這些數據一般由提供云計算服務的企業負責。這為用戶提供了快速的計算能力和足夠充裕的存儲空間,用戶可以在任何時間、地點,以任何可以連接互聯網的終端設備訪問獲得服務。與傳統的單機網絡應用模式相比,其具有虛擬化、通用性、超大規模、高可擴展性、高可靠性、按需服務、極其廉價等特點［2］。同時,云計算的資源是動態易擴展且可虛擬化的,終端用戶只需關注自己真正需要的資源以及如何通過網絡來獲得相應的服務。云計算的低成本共享平臺采用集中系統構建,并根據需要動態部署、配置及回收資源,實時監控資源使用情況,以便為用戶提供共享計算資源和服務［3］。

2 系統建設

建立以云計算為基礎的醫療信息資源平臺(以下簡稱“醫云平臺”）是醫療衛生信息化建設的重要方向。“醫云平臺”是一個物理集中的大型醫療信息數據庫,其可將轄區內系統所匯集來的所有數據統一建模存儲,并構建統一的信息訪問應用。如健康檔案檢索應用、報表展現應用、急診室聯合系統應用等。“醫云平臺”可保證大規模數據運算、大數據集中和大流量通信等方面的建設需求。

2.1 統一部署和規劃

“醫云平臺”通過通信運營商現有傳輸網絡平臺和通訊鏈路進行業務部署,可以根據不同需要在不同的分支網絡里構建底層云計算中心。不同層次云計算中心之間通過MSTP/SDH(基于光同步數字傳輸網的多業務傳送平臺）網絡進行高效率傳輸,構建區域內“醫云平臺”。

骨干網絡區是“醫云平臺”的核心部分,可實現最高級別的計算和存儲部署,采用最高級別的數據安全和容災策略,底層的數據可以通過高速鏈路和核心區通訊進行必要的數據同步共享和容災備份。“醫云平臺”以總體架構實現ⅠaaS (基礎設施即服務）,在各級中心以PaaS(平臺即服務）和SaaS(軟件即服務）的方式提供數據服務和資源租賃。通過“醫云平臺”可對運營中的各種知識、業務、事務等數據進行抽提整理。通過統一部署,又可以將這些抽提后整理的新技術、臨床路徑、科學管理方法等應用到各個業務系統中去。

2.2 建設統一的“公共設施”

功能性計算服務模型(Utility Computing Model）是“醫云平臺”的一種重要模型。就技術而言,從計算能力到建模存儲,再到硬件設備,“醫云平臺”所具備的功能都具有公共特性。就業務而言,為醫療機構提供的業務由“醫云平臺”進行控制和調度,可實現完全公共化。因此,“醫云平臺”的建設可以參照公共設施建設的方式來開展,系統建成后將以傳統方式提供公共服務,投資回報將通過醫療機構來實現。

2.3 建設統一的平臺標準

“醫云平臺”可將大量的居民健康檔案數據和醫療業務數據集中存儲。這些數據除在提供醫療衛生服務過程中使用外,還將提供公共健康檔案查詢和公共衛生知識庫查詢等服務。所有這些集中的數據均使用AUP協議(AUP：Accep tab le Usage Policy）。在不斷發展的健康管理和醫療衛生增值服務開展方面,“醫云平臺”集中重要的數據,可確保更多的云端(客戶端）使用存儲數據。數據庫集中的方式和規則由“醫云平臺”決定,而具體的內容則可根據云端(客戶端）的數據變化而變化。

2.4 建設統一的“知識庫”

統一的“知識庫”是新技術被廣泛應用的根本。在“醫云平臺”系統中,“知識庫”標準將由“醫云平臺”來確定,通過“醫云平臺”提供的通訊和共享渠道,分發到各個環節。醫衛“知識庫”與常規知識庫相比,信息化環境和業務建設不同,工作重點主要集中在醫療衛生業務本身。在提供高質量服務的同時,“醫云平臺”將不斷優化和完善的業務知識,改進醫療服務水平,實現統一的、標準化的醫衛信息化建設。

2.5 建設規范的臨床路徑

“醫云平臺”為臨床路徑的推廣提供了平臺和知識通路,其評估規則庫管理和具體的評估過程將通過“醫云平臺”來實現。評估的樣本來源從云終端(客戶端）被提交到“醫云平臺”上,通過與“醫云平臺”的規則庫進行比對,最終做出科學判斷。同時,記錄樣本的多樣性,以不斷增加“醫云平臺”對評估判斷的知識儲備,評估規則也可以得到不斷的修正和提高。

2.6 建立統一的運維中心

(1）從系統管理的角度出發,以先進的安全防火墻措施與數據加密策略實現“醫云平臺”的安全策略及網絡管理,包括系統網絡、系統應用、數據庫、主機以及安全防護措施和策略的一體化管理。(2）運維管理中心應具備監視和控制的手段,避免不必要的重復傳輸導致網絡擁塞和信息受阻。(3）基于云計算建設的多層次平臺則可以通過業務需求和云終端類型(客戶機構或者客戶端）來分層。(4）對于醫療機構而言,無需關注硬件配置,只需要根據服務質量和資源需求直接使用“醫云平臺”統籌模式的服務和資源。

3 建設效果

“醫云平臺”將醫療機構的設備和系統通過Ⅰnternet或虛擬專用網絡互聯起來,提高醫療資源的使用率,大幅度減少運行成本。通過軟件即服務(SaaS）的創新模式,為醫療機構提供一整套在線服務,有效減少資金投入［4］。“醫云平臺”為醫衛服務提供低成本、易管理、可按需靈活擴展信息共享平臺,并為醫療數據中心新模式的開發與探索提供了技術支持。

3.1 高效率滿足各方需求

“醫云平臺”將使得更多的基層醫療機構享用更優質的信息服務,使區域內醫療機構的信息系統在“醫云平臺”上統一運行和管理成為可能。根據衛生信息化建設發展規劃,統籌制定建設方案,并結合醫療機構的實際需求和能力條件,分步實施建設“醫云平臺”。所有系統的應用和數據,都集中在“醫云平臺”中,通過“醫云平臺”來調取服務和系統應用,可實現統籌管理和監控需求。

3.2 節約建設經費

“醫云平臺”旨在通過網絡把多個計算機實體整合成一個云計算服務平臺,具有提升資源利用率、減少建設投資和降低管理費用等優勢。通過“醫云平臺”,各醫療機構不用再重復建設機房和服務器系統,節約了建設費用,縮短了建設周期,這對于基層醫療衛生信息化建設具有重要意義。在內容和流程變更時,快速低成本的基礎架構和快速部署改進的應用環境,尤其對于基層信息化環境建設具備較高的價值。“醫云平臺”運營商通過全局規劃,建立統一管理的區域業務信息化環境,并通過租賃實現資源調配。多分租模式則取代多家醫療機構各自獨立建設服務環境,減少了重復投資節約建設經費。

3.3 減少運維費用

“醫云平臺”幫助醫療機構實現集中統一的信息化建設,可降低系統建設投資成本,同時優化了系統運行維護管理,減少了醫療機構信息系統運行維護的費用,特別是基層醫療機構不需要額外增加專職網絡管理人員。

3.4 提高資源利用率

“醫云平臺”通過云計算數據整合處理技術、虛擬化資源調配技術與區域醫療信息系統技術,提高了資源利用率,特別是解決了基層醫療機構分散式系統建設重復投資大、多點成本維護高、建設周期長以及信息共享準確性低等問題。通過“醫云平臺”可以更好地實現區域醫療衛生信息化管理,實現醫療衛生信息的互聯互通、信息共享,實現醫療衛生信息數據的集中管理,以及數據的統一規范,保障數據安全。

3.5 實現統一的信息資源分配

醫療機構可使用“醫云平臺”的資源,包括硬件資源和軟件資源。各醫療機構云終端通過網絡發送需求信息,“醫云平臺”的服務器便為終端提供需要的資源,并將結果返回到本地云終端(客戶端）,這樣可實現醫療機構統一的信息化資源分配。

3.6 擴展性強、容災系數高

“醫云平臺”系統充分利用了存儲資源、多分租模式,可以讓多家機構共享高等級的數據和容災環境,而對于單個醫療機構而言,這些是無法想象的。可拓展性是系統可持續發展的重要特性,對于當前不斷改變的醫衛信息化需求而言顯得尤為重要。“醫云平臺”系統建設集中規劃,可以根據實際的業務需要(一般指計算負荷、存儲需求和網絡帶寬等）進行建設,較好地控制了區域項目的成本和風險。對于使用“醫云平臺”服務和資源的醫療機構而言,所有數據都是通過網絡去獲得的,無需關注具體服務器和數據的位置。這一點對于服務和數據容災而言具有重要意義。當前,災難恢復過程通常以通訊環境恢復為首要目的,而“醫云平臺”可以實現快速恢復。

4 問題與思考

4.1 “醫云平臺”的數據安全性

醫療機構在使用“醫云平臺”時,首先要清楚自身的醫療數據放置在“醫云平臺”哪臺服務器上。在“醫云平臺”中,醫療數據都具有機密性,當醫療機構把數據存儲到“醫云平臺”服務商的設備后,“醫云平臺”服務商則具有數據優先訪問權,這便不能排除醫療數據被泄露的可能性。那么,醫療機構必須與服務商簽訂書面合同,保證數據不被泄露。同時,醫療機構不但要了解服務商是否具有使數據恢復的能力,而且還必須確定服務商完成數據恢復的確切時間。另外,“醫云平臺”服務商建設能力與維護經驗也是實現數據中心災備、物理環境控制、邏輯控制、病毒監測以及保證數據高度安全性的重要基礎,因此要充分評測服務商的相關資質。

4.2 “醫云平臺”的成熟度

“醫云平臺”是一種在線SaaS (軟件即服務）模式,醫療機構通過租用獲得第三方專業公司的信息化服務支持來滿足自身需求。但是,由于“醫云平臺”有多個SaaS服務商協同支撐基礎軟件技術,因此對服務質量可擴展性及可靠性等有較高的要求。另外,SaaS服務的相關標準、不同SaaS服務商之間的整合標準以及服務水平協議、不同SaaS服務商之間如何進行遷移、數據如何集成等都直接影響到醫療機構的信心指數［5］。因此,成熟的“醫云平臺”運營服務經驗,有助于提高醫療機構對SaaS服務的信心。“醫云平臺”在為醫療機構提供醫衛信息服務的同時,也會將成熟的信息化解決方案放到“醫云平臺”,為醫療機構提供可靠、穩定的醫療信息化服務,從而為整個行業的發展帶來契機。

4.3 用戶觀念與市場接納

“醫云平臺”顛覆了傳統信息資源的使用理念,用戶的認知和接受程度將深刻地影響未來醫療信息化的運作和發展模式［6］。以通信運營商來講,其秉承用心服務、優質服務的理念,會在用戶群中形成了良好的口碑和信任度。運營商可通過整合行業資源,健全運營機制,建設“醫云平臺”使之成為一種公共基礎設施。在保證服務質量和系統穩定性的同時,更容易的被社會、被用戶(醫療機構）所接納。

通過信息化建設,可以實現醫療機構醫療資源的最優整合,服務資源最大協同。但是,醫療信息化建設需要大量的硬件和軟件資源。因此,傳統的醫療信息化建設模式及發展理念將被以云計算為基礎的“醫云平臺”所替代。當前,基礎衛生服務建設提出了為全民免費提供以居民健康檔案為核心等9項國家基本公共衛生服務項目［7］。這對基層醫療機構現有的信息系統提出了嚴峻的挑戰。對醫療機構而言,“醫云平臺”可降低信息化建設成本、減少運維費用、提高資源利用率。

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修回日期:2014-03-15

責任編輯:姚 濤

Construction and Experience of Cloud Computing Based M edical Cloud Platform

ZENG Fan.

Cloud computing projectand platform provides industrieswith adequate resourcesand development spaceofmedical informatization construction.The study analyzed the characteristics and application of Cloud computing,discussed the problems and actual demand in current construction ofmedical information project,expounded the construction idea of Cloud computing based Medical Cloud Platform,and analyzed the existing problems.

Cloud Computing；Medical Cloud Platform；Thinking

2014-01-29

DOⅠ:10.13912/j.cnki.chqm.2014.21.6.03

曾 凡

第三軍醫大學大坪醫院·野戰外科研究所 重慶 400042

Chinese Health Quality M anagement,2014,21（6）:09-11,14

曾 凡:第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所信息科主任

E-mail:ssz_2383@163.com