基于云計算的數字化醫院建設模式的研究*

馬錫坤王大勇韓 雄陳一君薛以鋒林亞忠

基于云計算的數字化醫院建設模式的研究*

馬錫坤①王大勇②韓 雄②陳一君③薛以鋒④林亞忠⑤

目的：研究基于云計算的數字化醫院建設新模式。方法：探討云計算背景下的數據中心建設、桌面系統部署、應用模式轉變、信息平臺管理、人才隊伍培養及其建設實施方法。結果：以云計算技術架構為核心思想，構建云計算信息基礎平臺、探索云計算信息應用模式、研究云計算信息管理方法、創新云計算信息服務機制，將使數字化醫院建設走出困境，搶占制高點。結論：推行基于云計算的數字化醫院建設，是衛生系統實現數字化醫院建設轉型轉變的生動實踐，將有效提升醫院信息化內涵質量建設。

云計算；數字化醫院；建設模式；轉型轉變；實施方法

云計算作為信息化建設的新理念、新技術、新模式，在發達國家已被確立為國家優先發展的戰略。近幾年，我國也相應制訂了不同層次的云計算發展規劃，并在金融、教育、制造及通信等行業中得到廣泛推廣與應用，紛紛建立了云計算產業園或云計算中心。云計算產業的發展以實踐為著力點，從切合產業需求的角度將該新興領域推動起來。面對國家衛生事業的發展，傳統的數字化醫院建設模式、應用模式和管理模式，已有許多地方不能適應新形勢、新任務和新技術發展的要求。因此，云計算技術將可能作為當前實現數字化醫院建設轉型轉變的重要途徑[1]。

1 云計算技術

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計算力、存儲空間和各種軟件服務。所謂“云”，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。“云”中的資源對于使用者而言是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用[2]。云計算是并行計算、分布式計算和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現，是一種更加靈活、高效、低成本及節能的信息運作的全新方式。云計算的核心理念是資源池化，其關鍵技術有虛擬化、海量數據存儲、海量數據管理及編程模型等方面。云計算技術架構體系可分為核心服務、服務管理及用戶訪問接口等3層[3]。核心服務層將硬件基礎設施、軟件運行環境及應用程序抽象成服務，這些服務具有可靠性強、可用性高及可伸縮性好等特點，滿足數字化醫院多樣化應用需求；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；用戶訪問接口實現端到云的訪問。云計算的出現打破了現有計算模式，已成為IT業一個新的發展趨勢(如圖1所示)。

2 數字化醫院建設新模式

傳統的醫院信息化建設與云計算技術架構的建設模式相對照，問題越來越明顯。數字化醫院建設只有轉型轉變發展，才能適應國家衛生事業的發展，才能有力地響應國家醫改政策，才能共享信息技術高速發展的成果。基于云計算的數字化醫院建設是實現數字化醫院轉型轉變發展的創新模式，將使數字化醫院建設走出困境，搶占制高點[4]。

2.1 數據中心建設

醫院數據中心主要包括服務器、存儲系統、交換設備及安全平臺等內容。以云計算技術架構為核心思想，使用“池”的概念，高度整合并充分利用醫院信息資源，構建標準統一的虛擬計算池、虛擬存儲池、虛擬網絡池以及虛擬安全池等資源池，形成生產云、測試云、容災云及安全云等功能云[5]。建立一個節能、環保、低碳、綠色的云計算技術架構的動態數據中心，打造平臺整體部署，資源按需配置，系統安全保障的信息新環境，從而轉變醫院數據中心建設模式，實現數字化醫院建設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，以提升信息化建設質量水平，提高信息設備利用率和信息系統安全性，發揮信息資源的最大效能，全面解決服務器利用率低、系統運行可用性不高、數據存放較為分散以及數據保護可靠性差等傳統數據中心存在的問題，為數字化醫院建設奠定堅實的基礎，其結構如圖2所示。

圖1 云計算技術架構體系框圖

圖2 云計算數據中心結構示意圖

2.2 桌面系統部署

借助桌面虛擬化技術，通過桌面計算資源的集中化，構建虛擬桌面，部署桌面云，桌面云與傳統模式數據交互的區別，降低桌面支持復雜度以及桌面支持成本，提升用戶體驗感受(如圖3所示)[6]。

圖3 桌面云與傳統模式數據交互比較

在管理上實現“5A”特性的泛在信息服務，“5A”即Anyone、Anywhere、Anytime、Anydevice、Anything，意思為：被授權的任何人，在任何有網絡的地方，在任何時間，使用任何終端設備，能夠高效處理本工作崗位與信息相關的任何事務。云桌面系統能夠實現以下具體目標：①使桌面的整體性能有較大的提升，遠非獨立的PC所及，滿足特定應用系統的要求；②全面解決終端的可用性問題，虛擬桌面與瘦終端的統一管理與交付可有效推動終端管理的標準化，降低終端的故障率與病毒攻擊的概率，實現節能減排，節約開支；③改變過去分散、獨立的桌面系統環境。通過集中部署，在數據中心就可以完成所有的管理維護工作，快速、靈活部署應用系統；④完美支持移動辦公和移動醫療，滿足機關和臨床實際工作的需要；⑤構成完整的容災體系，所有的桌面數據都是集中存儲在數據中心，讓桌面系統融入整個容災體系之中。

2.3 應用模式轉變

云計算技術的應用就是要從根本上轉變軟件服務，開創一種嶄新的信息應用模式，充分發揮云計算平臺的虛擬化、云存儲及分布式計算等優越性能，滿足醫療信息特定的需求[7]。①轉變數據存儲模式，實現統一的存儲。通過高性能、大容量云存儲系統，滿足不斷增加的業務數據存儲和管理服務，改變現有信息孤島的局面，為區域間相關機構的醫療信息的集成共享打下基礎，通過應用軟件來實現存儲設備向存儲服務的轉變，提供數據訪問服務[8]；②轉變計算運行模式，實現分布式計算，通過云計算的分布式并行計算模式，實現巨量數據的即時計算，解決醫療信息化最后的瓶頸，為醫療數據提供了全新的應用模式，改變傳統的醫學影像系統架構，更能展現臨床影像在電子病歷中的重要性，更能支持遠程醫療的應用[9-10]；③轉變應用系統架構，實現云平臺模式。醫院開發和引進的軟件系統的架構要適應云計算平臺的技術要求，要在云計算平臺下測試驗證，以取得最佳性能。

2.4 信息平臺管理

云計算平臺具有很好的可服務性，其虛擬基礎架構簡化了管理，消除了運維管理的復雜性，降低了系統維護和管理的技術要求，使維護管理的難度和成本大大降低，減輕了醫院信息技術人員工作壓力，克服了人員緊張的問題，提高了運行維護的效率。依托云計算技術架構平臺，從技術手段、規范管理著手，打破傳統信息化建設運營管理模式，創新信息平臺集中式管理、零宕機維護及快捷化響應的新方法，保障信息平臺的可靠性和穩定性；建立“雙活”的云計算數據中心容災體系，保證業務系統的連續性；重塑數字化醫院建設運維管理新機制，實現3種轉型：①數字化醫院建設從“重建設”到“重業務”的轉型，改變“重建輕用”的局面，全面提升信息資源價值；②信息部門實現從“重技術”到“重管理”的轉型，建立制度規定、監管措施和技術手段三位一體的管理機制，全面提升管理效率；③保障人員要實現從“重維護”到“重應用”的轉型，使得工程技術人員有更多的時間研究應用系統，發揮應用系統應有的效能。

2.5 人才隊伍培養

醫院信息化30年的發展實踐表明，人才是行業發展的關鍵要素，是推動信息技術創新的重要源泉，是行業持續發展的智力保障。正確分析人才隊伍和人才工作的現狀，采取切實可行的措施，加強人才隊伍建設，成為今后的重要課題[11]。面對新的機遇與挑戰，對人才隊伍的數量和素質提出了更高的要求，要培養一支由引領信息化建設方向的復合型人才、掌握核心技術的專業化人才、解決具體問題的實用性人才等組成的人才隊伍，其中復合型人才要有國際化視野和意識，具有創新的理念和發展的眼光，實現轉型轉變，以適應新形勢、新任務和新技術發展的要求[12]。而當前面臨長期固化的傳統思維理念、傳統建設模式、傳統信息技術、傳統架構體系及傳統平臺環境的挑戰，因此，必須健全機制，加大組織力度，加強內涵建設，以人為本，深度挖潛，優勢互補，充分調動智力資力資源，發揮人才的價值和作用，確保數字化醫院高標準建設，高水平應用，高層次發展。

3 數字化醫院建設實施方法

基于云計算的數字化醫院建設技術性、專業性及整體性很強，短期經費投入大，建設周期長，將為醫院信息化建設帶來一場新的革命，是技術創新，更是模式創新，對于衛生信息化建設具有劃時代的意義，前景光明，影響深遠。同時，也面臨著巨大的風險和挑戰。因此，在建設實施過程中，要更新觀念，合理規劃，規避風險，安全遷移生產系統和數據，進行高效運維管理，保證平臺安全穩定，確保云計算工程在醫院順利實施。

3.1 著眼需求制規劃，確保云計算工程建設方向

基于云計算的數字化醫院建設，是一個系統工程，涉及到醫院的機房、服務器、存儲、網絡、數據庫以及業務系統軟件等內容[13]。而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，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以化；同時應走出必須選擇小型機運行關鍵業務的認識誤區，充分理解在云計算技術架構平臺上運行關鍵應用是IT建設新起點。要緊跟云計算發展趨勢，遵循數字化醫院建設標準，對云計算技術進行深入研究和學習，結合醫院實際，認真做好需求分析，探索和研究基于云計算的數字化醫院建設方法，制定整體建設規劃和具體的實施方案，并充分咨詢論證，找出并消除整個方案中的短板和瓶頸，確保建設的正確方向。

3.2 注重環節抓落實，確保云計算工程建設質量

在平臺搭建、軟件部署及運維管理等各個環節，要加強標準化、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。在實施過程中，首先要認真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，有針對性地進行資源配置，同時制定詳細的遷移計劃和回退策略，預估遷移中可能碰到的難題，提前做好應對策略；然后按照既定方案及操作手冊逐項落實，同時嚴把網絡、服務器及存儲測試關，進行結果驗證，確保工程建設質量[14]。云計算平臺建成后，傳統的運維管理方法、技術與工具已失去作用，因此，在云計算平臺建設的同時，要注重這種新技術構架的管理，建立一套對云計算平臺運行的性能、功能及狀態進行監管防護的制度，培養一支在云計算條件下能發現問題、分析問題、解決問題的云計算平臺運維隊伍，從而保障平臺高效運行長效化。

3.3 穩步推進講實效，確保云計算工程建設安全

云計算將帶來醫院信息基礎平臺構架的顛覆性改變，工程建設涉及到醫院所有的應用系統，特別是涉及醫療秩序與安全，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，積極穩妥，講求實效，確保工程建設有序展開、穩步推進。應采取“自下而上、先易后難、分步實施、突出安全”的方法，先搭建和割接最基礎的網絡資源池，再搭建存儲資源池、計算資源池、安全資源池和桌面資源池，先遷移由簡單的非關鍵應用系統，再遷移復雜的關鍵性應用系統，從而確保系統平臺安全平穩過渡[15]。醫院信息系統切換和數據庫遷移是實施的關鍵，必須完善方案預案，全面排查可能存在的隱患，確保數據的安全性和業務的連續性；系統切換前應組織數據備份、應急恢復、故障應急處置演練，確保遷移工作萬無一失。另外，在建設的同時，應充分考慮系統的容錯和容災能力。

4 結語

醫療行業的信息化需要的不僅僅是先進的技術，更重要的是在建設應用模式上進行深層次的變革。瞄準國內外云計算先進技術與發展動態，推行基于云計算的數字化醫院建設，以構建云計算信息基礎平臺、探索云計算信息應用模式、研究云計算信息管理方法、創新云計算信息服務機制為目標，建立可持續發展的數字化醫院建設新模式，是衛生系統實現數字化醫院建設轉型轉變的生動實踐，取得重大突破的有力抓手，把數字化建成為安全放心工程的重要舉措，將有效提升醫院信息化內涵質量建設，全面促進和提升醫院信息平臺的運行效率、整體效益、服務質量、系統安全和建設理念。面對數字化醫院建設新模式、架構新體系和管理新機制，必須站位要高、思路要清、舉措要多、成效要實，以夯實實驗平臺、打牢技術基礎、構筑理論體系為支撐，確保基于云計算的數字化醫院建設持續發展。

[1]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.

[2]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.

[3]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.

[4]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.

[5]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.

[6]黃華.桌面虛擬化技術的現狀及未來發展研究[J].福建電腦,2009(9):38-39.

[7]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.

[8]岳紅麗,張侃.云計算在區域醫療信息化中的應用探索[J].計算機與現代化,2012(8):141-143,147.

[9]賈冬焱,楊正,周鵬.基于云平臺的區域影像系統架構設計研究[J].中國醫學裝備,2013,10(6):32-35.

[10]高忠軍,楊驥,彭華,等.基于云計算的三維醫學影像后處理云平臺[J].中國衛生信息管理雜志,2014(3):251-254,290.

[11]張曙光,顧懷敏,徐旭東.醫學信息工程技術人員隊伍建設存在問題及對策[J].醫學研究生學報,2010, 23(12):1295-1298.

[12]岳海玉,商廣喜.醫院信息管理需要復合型人才[J].中國現代醫生,2010,48(13):95-96.

[13]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.

[14]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.

[15]易學明,胡新勇,楊國斌,等.以信息化平臺推進數字化醫院建設[J].解放軍醫院管理雜志,2010,17(7): 616-618.

Construction of digital hospital based on the technology of cloud computing

/
MA Xi-kun, WANG Da-yong, HAN Xiong, et al//
China Medical Equipment,2014,11(11):27-30.

Objective: To explore the construction of digital hospital based on the technology of cloud computing. Methods: The construction of data center, deployment of desktop system, transformation of application model, management of information platform and training of staff under the condition of cloud computing will be discussed in this article as well. Results: Taking the technology of cloud computing as core, we built the foundation platform of cloud computing to explore the model of application and management as well as bring forth new ideas in services providing, which brings a competitive advantage for the development of hospital. Conclusion: The practice of construction based on the technology of cloud computing promotes the development for digital hospital, which improves the quality of information services.

Cloud computing; Digital hospital; Construction model; Transformation; Implementation method

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.010

1672-8270(2014)11-0027-04

R197.324

A

馬錫坤,男,(1968- ),碩士，高級工程師。南京軍區南京總醫院信息科，從事醫療衛生信息化建設、管理與應用方面的研究工作。

2014-01-14

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

①南京軍區南京總醫院信息科 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

④解放軍第454醫院信息科 江蘇 南京 210002

⑤解放軍第175醫院信息科 福建 漳州 363000

[First-author’s address]Information Department, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command, Nanjing 210002, China.