區域云計算醫療信息服務平臺建設:以廈門市健康醫療云實踐為例*

◆孫中海楊叔禹姚冠華孫 衛王繼偉

區域云計算醫療信息服務平臺建設:以廈門市健康醫療云實踐為例*

◆孫中海1楊叔禹2姚冠華2孫 衛2王繼偉3*

如何利用云計算技術提升醫療衛生信息化服務質量需要不斷探索。文章以健康醫療云建設為研究背景，以廈門市健康醫療云為例，闡述了健康醫療云的建設目標以及在實踐過程中遇見的問題，并對這些問題進行了探討。

醫療衛生；云計算；信息服務平臺

First_author′s addressCenter HealthⅠnformation in Xiamen City,Xiamen,Fujian,361003,China

隨著計算機軟硬件技術和互聯網技術的飛速發展以及醫改的不斷推進,人們對區域醫療衛生信息化服務的要求越來越高。健康醫療信息化的服務對象希望能夠快速便捷地接入網絡服務,以便獲取所需數據；希望數據的建立和存儲能夠實現充分共享,以便操作更加容易、方便；希望使用的數據能夠得到安全性保障。這一系列需求就促成了云計算在健康醫療領域的應用［1］。

1 健康醫療云建設的背景及目標

分析多年來對區域醫療信息化的實踐與探索［2］,以及全國各地推進區域衛生信息化的現狀,不難發現,整體區域衛生信息化取得了較大的突破,基本實現了醫療信息的互聯互通以及初步的信息共享。但仍有很多問題需要解決,如系統復雜、標準難以落地、軟硬件投入巨大、信息系統運維困難等。這些困難促使區域醫療信息化建設從技術性思考轉向對建設模式的深層次思考。如果轉變思路,將區域醫療信息化作為一種服務來供給,則可能為區域醫療信息化打開新的局面。而基于云計算的區域醫療信息服務平臺(健康醫療云）是當前較為適宜的解決方案。

健康醫療云就是充分利用云計算并行的、分布式的特征,將計算資源虛擬化,根據健康醫療信息服務提供者與用戶事先商定好的服務協議,提供動態服務。由于醫療衛生的特殊性,一般健康醫療信息服務提供者都將其作為一種私有云來建設,通過區域網或者專用的廣域網為用戶提供服務。健康醫療云中的資源在用戶看來是可以無限擴展的,并且可以在被授權前提下隨時獲取、按需使用、動態擴展、按使用付費。健康醫療信息服務提供者只需將其作為一種服務提供給服務對象,取用方便,費用低廉［3］。

2 廈門市健康醫療云建設實踐

目前,國內很多城市都在嘗試將云計算應用于醫療衛生行業,但大多都是硬件資源的集中存放,還沒有實現大面積信息資源的虛擬化［4］。廈門市目前正在大力推進健康醫療云建設,依托中國電信技術優勢,建立了統一的資源池,實現了部分醫療機構信息系統和區域衛生信息平臺的遷移,并正常運行。

2.1 平臺架構

健康醫療云平臺按照《福建省醫院信息系統安全等級保護實施方案》中的三級等保要求建設。各醫療機構使用專有云,區域信息系統及公共衛生信息系統使用共享云,公眾服務落地在公有云上,并實現相對邏輯分離。同時內外網應用可實現同城容災及異地備份能力。網絡方面借用原有區域平臺衛生信息專網(VPN）,按照網絡流量大小的負載均衡,實現各醫療衛生機構接入應用。健康醫療云平臺如圖1所示。

2.2 部署策略

在Ⅰaas層,將基礎設施資源(計算、存儲、網絡帶寬等）進行虛擬化和池化管理,便于實現資源的動態分配、再分配和回收。目前,資源池主要分為計算資源池、存儲資源池和網絡資源池。即分別對應圖1中的主機資源池、存儲空間池、網絡資源池等。同時也包括軟件和數據等,可實現差別化的應用部署。在服務方面主要以提供計算資源、存儲資源為主,在資源分配上以流程審批的方式申請,主要目的在于提高基礎設施資源的使用率,降低建設和維護成本。

在PaaS層,整合云平臺的醫療信息資源、通訊能力、數據分析能力等,提供醫療資源接口、通訊資源接口、數據接口,為實現微信、呼叫中心等應用提供了一個應用平臺。通過提供軟件開發、管理與托管運行平臺,為新建系統和原有系統改造提供軟件開發和測試環境,同時將現有的業務信息系統功能納入到集中的SOA平臺上,有效地復用和編排組織內部的應用服務結構。

在SaaS層,考慮到目前市場上未見成熟的云計算醫療業務應用軟件,將二級以上醫療機構的業務系統采用原有應用軟件遷移至區域衛生信息平臺,并進行適當云化完善修改,以滿足醫院、公共衛生、區域平臺、公眾服務及健康管理等的業務需求。并提供如預約、健康信息、健康自助管理設備接入等應用服務,方便用戶及時獲取相關應用。基層醫療機構采用統一的B/ S/S架構模式,相關基層醫療衛機構無需開發,可基本滿足業務需求［5］。

3 實施情況

(1）平臺資源。廈門市健康醫療云平臺(一期）資源池配置了超過1 000個vCPU、2000G內存、100T影像存儲的計算資源池和存儲資源池、網絡資源池,建設完成了完整的云平臺體系架構,包括云計算安全環境、運營監控平臺。

(2）接入機構。目前已將廈門市第三醫院、海滄醫院、仙岳醫院、口腔醫院、市衛生局、急救中心、疾控中心、衛生監督所及所有基層醫療衛生機構等92個機構的業務系統遷移至區域衛生信息平臺。

(3）接入的業務系統。接入的業務系統包括市民健康信息系統、婦幼保健系統、區域績效考核系統、慢病一體化系統、重癥精神病信息系統、基層醫療衛生機構業務系統、醫院業務信息系統等12個業務與管理信息系統。

(4）提供的服務。除就診預約、健康查詢、自助健康監測與管理、健康保險理賠查詢等服務外,還建立了健康管理公共服務平臺,實現了各類健康管理終端設備的智能接入,滿足了身高、體重、體溫、血壓、血糖、心電、腰圍、血氧、肺功能、骨密度、人體脂肪測量、血脂檢測儀、動脈硬化、運動(計步、距離、消耗卡路里）等14項健康管理終端指標的收集,實現了健康管理終端數據與社區衛生服務中心、醫療機構之間的及時推送,并與廈門市民健康信息系統有機融合［3］。這為社區慢病管理服務提供了豐富的基礎數據來源,為第三方參與健康管理模式提供了環境。借助健康管理公共服務平臺,居民可利用各種健康管理終端,將個人體檢數據上傳至云端。結合廈門市區域平臺建立個人完整的電子健康數據庫(HER）,便于健康管理機構為其提供更好的健康管理規劃。

圖1 廈門市健康醫療云平臺架構

(5）運行情況。健康醫療云平臺投入運行以來,運行穩定。通過云平臺進行虛擬化和集中建設,實現了資源集約化,資源集中的成本優勢較明顯。包括數據中心等基礎設施在內,節約了超20%的硬件投入費用,CPU使用資源節省了65%,內存使用資源節省了83%,如表1所示。由于多數業務系統未實現真正的云化,從監控情況看,除一期投入的資源除存儲資源使用得較充分外,CPU及內存仍有較多資源空閑,未能達到動態資源分配。

4 討論

4.1 云條件下業務系統的改造

一些醫療信息系統使用C/S結構,對云平臺的Ⅰ/O占用較大,且對網絡質量要求高,系統難以實現虛擬化,建議將現有C/S結構系統改造成B/S或B/S/S結構系統。有些系統需要使用U-KEY等設備,暫時也不能實現虛擬化管理,建議采用別的加密方式來改造。因此什么樣的系統適合云平臺,什么樣的系統不適合云平臺,需要符合什么標準才能進入云平臺,不適合云平臺的信息系統需要做什么樣的調整,都值得商討。

4.2 云條件下網絡環境的改造

廈門市健康醫療云是以原廈門市醫療衛生專網(以衛生信息中心為節點）為基礎。由于衛生信息系統外聯的信息系統較多,有的機構還有下掛的子網絡,而一些信息系統遷移后,使用終端未進行配置,服務端需進行ⅠP地址映射,這些都造成了整個醫療衛生專網異常復雜,配置繁瑣,造成網絡維護困難。因此,建議下一步對整個醫療衛生專網進行徹底改造,建成以醫療云為中心的星形網絡,較大的醫療機構可采用專用裸光纖,基層醫療機構可應用虛擬專網。

4.3 建立云條件下的運維體系

由于可借鑒的經驗有限,目前僅制定了簡單的運維管理辦法和流程,可實現云計算資源申請、變更、退訂處理,障礙協調處理、仲裁,安全巡檢、應急演練,維護信息發布等初級功能。事實上,類似的運維管理還很多,需要建立較完善的運維體系,才能保障平臺安全有效運行。

4.4 建立更加節省的資源池

健康醫療云平臺資源建成后,很多醫院負責人對云平臺都很感興趣。如何讓他們真正體會到節約成本、服務廉價的優勢,也是我們需要探討的問題。在推進健康醫療云的建設過程中我們發現,其實云平臺搭建有很多不同的處理模式,每一種模式的建設費用都不相同。如醫療信息子系統諸多,哪些該做到應用備份,哪些只需做簡單備份,都需要精細考量。另外在建設過程中如何降低建設成本也非常重要,如資源的動態分配,網絡資源的動態調劑等。

4.5 建立平臺運行長效機制

當前,我國云平臺初期建設一般是由財政投入,如何持續運營,需要建立一套長效機制,特別是服務收費模式。公共部分的操作系統軟件、數據庫軟件等可以統一建設,但是日益增長的計算資源、存儲資源是按照存儲量計費還是按照使用的CPU或內存多少來計費等,這些都需要商榷。現階段,各醫療衛生機構只會用軟硬件投入成本與云平臺的投入成本進行比較。

表1 云化資源前后對比

總之,由于醫療衛生體系自身業務的復雜性,同時涉及到多方配合的原因以及客戶化的定制等,健康醫療云建設需要探索和解決的問題還很多,需要業界進行深入研究。但不可否認的是,通過云計算技術實現資源的集約化,不僅可以使復雜系統簡單化,而且可以大大節約建設成本和運維成本。相信健康醫療云將提供更系統、更全面的醫療健康信息,為患者提供更優質、更便捷的服務；為醫生的臨床決策、療效觀察、治療隨訪提供更高效的途徑；為政策決策者提供更詳實的數據資料。

［1］ 董建成,楊 劍.基于云計算的電子健康檔案系統建設理念與實踐［J］.中國數字醫學,2011.8(08）：44-46.

［2］ 孫 衛,孫中海.基于健康檔案的區域衛生信息系統應用研究［J］.中國數字醫學,2011,6(11）：24-26.

［3］ 孫中海,孫 衛.基于云計算的區域醫療信息化建設模式思考［J］.中國數字醫學,2011,6(12）：47-50.

［4］ 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2012,28(8）：145-147,151.

［5］ 王繼偉,夏 挺,施雅賢,等.基于SaaS模式的軍地基層衛生機構信息化實踐［J］.中國數字醫學,2011,6(10）：43-46.

The Construction of Regional M edical In formation Service Platform Based Cloud Com puting:Exam ple form the Health M edical Cloud in Xiamen

SUN Zhonghai,YANG Shuyu,YAO Guanhua,et al.

Along with the internet applicationmore convenient andmedical reform,the people of health informationmanagement services and refinement of the increasingly high demand.How to use cloud computing technology promoting health information service quality,we have to learn by trial and error.This article from the background of healthmedical cloud construction,elaborate the goal and the practice of healthmedical cloud construction,discuss the problem when practice.This is only for reader′s references.

Medical Health；Cloud Computing；Ⅰnformation Service Platform

王繼偉:廈門大學附屬成功醫院信息科主任E-mail:kingwei1208@sina.com

2014-07-07

DOⅠ:10.13912/j.cnki.chqm.2014.21.6.05

國家“十二五”科技支撐計劃（編號:2011BAH15B08）

孫中海1楊叔禹2姚冠華2孫 衛2王繼偉3*

通信作者:王繼偉

1 廈門市衛生信息中心 福建 廈門 361003

2 廈門市衛生和計劃生育委員會 福建 廈門 361003

3 廈門大學附屬成功醫院 福建 廈門 361003

Chinese Health Quality M an_ agement,2014,21（6）:15-17

修回日期:2014-09-15

責任編輯:姚 濤