基于云計算的醫療信息網絡服務平臺的研究

張月東，尚凱，王玫，馬曉艷

1.泰安市中心醫院骨科，山東泰安271000；2.泰山醫學院信息工程學院，山東泰安271016

基于云計算的醫療信息網絡服務平臺的研究

張月東1，尚凱1，王玫2，馬曉艷2

1.泰安市中心醫院骨科，山東泰安271000；2.泰山醫學院信息工程學院，山東泰安271016

云計算具備共享資源、智能可靠等優點。該文以現有醫療信息管理系統和國家衛生信息化建設政策為基礎，提出建立基于云計算的醫療信息網絡服務平臺的框架方案，以實現醫療信息共享為目的，為患者提供全面的醫療服務，建立更高級的醫療應用，最終建立合理的醫療體系管理政策，從而提高公共衛生水平。

信息一體化服務平臺；云計算；虛擬化技術

隨著醫療信息的數字化、信息化的不斷發展，各個醫療單位都通過建立適合自己的醫療信息系統來進行數據管理，然而不同醫療數據的集成與應用的獨立性日益成為醫藥衛生行業面對的難題。各系統之間的醫療數據不能實現有效管理與資源共享，出現的海量冗余信息存儲，逐漸成為醫療信息化建設過程中的難題，構建醫療信息網絡服務平臺的需求也日益凸顯。

1 云計算國內外研究現狀分析

IT技術發展到今天，云計算已經實現了技術的突破，以云計算為動力，互聯網技術為根基，國際知名的IT巨頭紛紛推出了應用云計算技術的產品或應用，如早期亞馬遜的Cloud Drive，2011年蘋果公司推出的iCloud，2012年微軟的System Center系統，IBM的Power Systems等，2012年更是出現了像Oracle的Exadata為代表的超豪華一代的云計算產品。

云計算技術的推廣和應用必將會給復雜的日常管理工作和數據的存儲及信息挖掘帶來重要的變革。大多數的世界財富500強企業已經率先成為云計算技術的用戶群體，涵蓋了物流、金融、制造、電信、能源等企業。據IBM官網報道，中國國家統計局目前正在全力打造安全、智慧的云計算中心，一些大型的醫療衛生機構也紛紛對云計算技術的虛擬化應用表示出濃厚的興趣。

2 醫療信息網絡服務平臺的設計

基于云計算的軟件服務模式有整合軟硬件資源的優勢，客戶端要求較低，并且可以統一維護平臺，根據這些特點，將云計算模式應用到醫療信息網絡服務平臺的建設上，可以最大限度的共享數據資源、節約建設運行成本，而且可以提高平臺的負載能力，進一步降低系統的維護難度。

2.1 平臺的總體框架

設計、構建和管理基于云計算的醫療信息網絡服務系統，其組織架構采用了與傳統網絡構架類似的分層結構，主要分為三層：基礎架構層、中間層和應用層。不同之處在于在各層中增加了一些增強型功能構件使之更適合云計算的特點，主要體現在：

①在基礎架構層中云計算更強調基礎設施即服務：IaaS

目前作為一個服務的IaaS產品在應用中已經存在很多，這些基礎設施可以同時為海量用戶的程序提供支持服務。一臺實際物理設備如計算機或服務器等可以利用虛擬化技術變為多臺虛擬設備，每臺虛擬設備在邏輯上其CPU、存儲器等物理資源都是各自獨立的；同樣虛擬化技術，還可以將多臺實際設備虛擬成邏輯上獨立運行的單一設備，而這臺設備可以共享所有的硬件資源，其物理功能更加強大。

②在中間層云計算更加強調平臺即服務：PaaS

該層主要需要解決設備的負載均衡與網絡數據的流量控制問題。通過增加中間層功能構件，能夠更加合理地分配核心資源的運行負載，進行流量控制可以保障系統的安全性和高效率。

③在應用層云計算更加強調平臺即服務：SaaS。

各醫療單位或其他用戶可以根據在云端定制自身需要的服務，世界各地的用戶連接網絡后通過瀏覽器就能方便快捷地使用云上運行的應用，消除了各單位獨立構建和維護基礎設施、應用軟件的費用。

在醫療信息網絡服務平臺中應用云技術，其核心思想是使用虛擬化的技術來實現服務器的整合，滿足現有應用同時提供適應未來信息化發展的“醫療云”服務。虛擬化技術應用的模式主要有以下兩種。

①單一資源的多個邏輯表示。

雖然只包含一個實際的物理資源，但邏輯上呈現在用戶面前的卻是多個資源，用戶感覺自己是唯一使用這個虛擬資源的用戶。優點是充分發揮這些高配置服務器的性能，將若干配置高但實際運行負載較低的服務器虛擬成多個邏輯服務器，避免資源浪費并降低維護復雜度，這是虛擬化技術使用最廣泛的模式之一。

②多個資源的單一邏輯表示。

通過這種模式，可以有效利用多個配置較低的資源構建功能強大的虛擬資源，醫療信息網絡服務平臺中最典型的應用實例就是實現存儲的虛擬化，組合若干分散的存儲設備成為一個大型的單一存儲設備，使用中用戶如同在操作一個存儲設備。另一個應用實例就是使用集群軟件將多臺獨立服務器連接成一個服務器群，該服務器群作為一個邏輯個體為用戶提供相應的服務，用戶充分共享群上的數據或應用軟件等所有資源。如果服務器群中的有個別服務器出現故障無法使用，相應的資源和應用程序將自動轉移到其他可用的服務器。優點是利用多臺低端服務器進行組合，從而實現與高配置服務器同樣功能而無須再額外購置新設備。

我國目前主要使用的醫療信息系統，用戶端需要不斷升級硬件和軟件才能享受更多的服務，云計算作為建立在網絡基礎設施上的一種新興網絡計算技術，已經成為信息化建設的重要組成部分，采用以上虛擬化技術搭建基于云的服務平臺，對醫療信息化基礎設施實現優化配置，可以大大提高基層醫療信息一體化建設的集約性，將是整個醫療信息化體系變革的新方向。在應用云計算后，大量的醫療數據資源都集中到了云端，用戶端的資源配置將變得越來越簡單。見圖1。

圖1 醫療信息網絡服務平臺總體框架

從醫療信息網絡服務平臺總體框架圖可以看出：由于在平臺設計中減少了軟件，云計算的許多硬件服務器都是虛擬的，對終端使用設備的要求也不高，用戶和醫療單位在使用時更加簡便，醫療機構軟硬件投資成本都會大大的降低，為各級醫療機構帶來前所未有的低成本和高收益；另外由于云計算超大規模的計算和存儲功能，醫生可以隨時隨地利用電腦或移動終端設備查看患者的個人健康電子檔案，為共享醫療信息提供了可能。醫生也可以將自己的治療方法保存在云端供全世界醫療人員共享，這種基于云計算的資源共享也為醫院和患者節約了時間與金錢，當其他地方出現了類似的病例，就可以及時在云中共享信息，避免延誤治療。

2.2 平臺研究的目標

平臺可以發揮云計算高效、便捷、節約、透明的優勢，為醫療信息化管理提供先進的網絡技術服務，徹底解決原有網絡管理中存在的信息孤島、信息分散、部門分立、數據共享性差等弊端。通過多種形式的用戶自定義，實現由特定功能開發向通用型功能需求的轉變，開發適合醫療信息管理的私有云虛擬化功能管理模塊，提高資源池中數據信息和其他硬件資源的利用率。為私有云技術與公有云技術的結合奠定基礎，完善以功能需求分配系統能力和資源的體系結構，可以減少基礎設施的重復建設，通過利用成熟的云計算應用開發平臺，可以充分利用現有的Web應用資源，并提高系統開發的開源性和適用性。

3 結語

基于云計算的醫療信息網絡服務平臺充分發揮云計算高效、透明、節能、降耗等優勢，探索適合中國醫療管理模式的云計算應用服務模式，為醫療管理提供先進的網絡技術服務，從而徹底解決原有醫療網絡管理中存在的信息孤島等弊病。下一步的工作是通過實現由特定功能開發向通用型功能需求的轉變，開發適合醫療管理的私有云功能模塊，為私有云技術與公有云技術的有機結合奠定基礎，逐步完善以功能需求分配系統能力和資源的框架結構。

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Research of the Medical Information Network Service Platform Based on Cloud Computing

ZHANG Yue-dong1,SHANG Kai1,WANG Mei2,MA Xiao-yan2
1.Department of Orthopedics,Taian Central Hospital,Taian,Shandong Province,271000 China;2.College of Information Engineering,Taishan Medical University,Taian，Shandong Province，271000 China

Cloud computing has the advantages of shared resources,smart reliable and so on,with existing medical information management system and national health information policy,It proposed the establishment of medical information network service platform framework based on cloud computing.In order to achieve the purpose of medical information sharing with comprehensive medical services,a more advanced medical applications.The eventual establishment of a legitimate medical system management policies to improve the level of public health.

Information Integration Services Platform;Cloud Computing;Virtualization Technology

R197.1

A

1672-5654（2015）04（b）-0019-02

2015-01-13）

泰安市科技發展計劃課題（201430774-08）。