基于智慧醫(yī)療的“感知云服務(wù)”技術(shù)創(chuàng)新與模式探索

李凱，殷歡（浙江中醫(yī)藥大學(xué)智慧健康與信息管理實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州，310000）

基于智慧醫(yī)療的“感知云服務(wù)”技術(shù)創(chuàng)新與模式探索

李凱，殷歡
（浙江中醫(yī)藥大學(xué)智慧健康與信息管理實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州，310000）

創(chuàng)新在現(xiàn)代智慧醫(yī)療中不僅體現(xiàn)在“健康云”及硬件設(shè)施的構(gòu)建上，更體現(xiàn)在其所提供的可感知泛在式服務(wù)上。本文提出了“感知云服務(wù)”的概念，并從技術(shù)創(chuàng)新視域?qū)ζ溥M(jìn)行了相關(guān)技術(shù)探索。最后，本文從智慧醫(yī)療服務(wù)模式的多維視域出發(fā)，對“感知云服務(wù)”的“健康感知云服務(wù)”、“公衛(wèi)感知云服務(wù)”、“知識感知云服務(wù)”三個(gè)具體維度進(jìn)行了詳細(xì)闡釋。

感知云服務(wù)；智慧醫(yī)療；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；機(jī)器學(xué)習(xí)

0　引言

隨著數(shù)字時(shí)代的發(fā)展，信息化已成為衛(wèi)生管理與服務(wù)工作的重要組成部分，在惠民利民方面的效果已經(jīng)顯現(xiàn)［1］。公共醫(yī)療衛(wèi)生的服務(wù)對象不只是病患，還有健康的居民［2］。隨著科學(xué)技術(shù)已經(jīng)逐漸進(jìn)入環(huán)境智能（AmI）的環(huán)境中，旨在幫助居民提高生活質(zhì)量［3］［4］。但是現(xiàn)有傳統(tǒng)模式的醫(yī)療衛(wèi)生信息化服務(wù)，在對患者的泛在式關(guān)懷、公衛(wèi)管理決策支持、知識共享與學(xué)習(xí)等方面還有所或缺，而智慧醫(yī)療模式的誕生為繼續(xù)研究以上“或缺”提供了新的系統(tǒng)化研究視域。隨著眾多健康云、醫(yī)療云的形成，醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設(shè)將最終成為下一個(gè)云技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域［5］。智慧醫(yī)療作為生命科學(xué)和信息技術(shù)交叉學(xué)科，為用戶提供醫(yī)療衛(wèi)生健康互動(dòng)服務(wù)保障，也逐漸成為未來生活必不可少的一部分［6］。智慧醫(yī)療將以更透徹的感應(yīng)，更全面的互聯(lián)互通和更智能的洞察，實(shí)現(xiàn)相關(guān)“事物”的自我管理、選擇和優(yōu)化，使人們獲得日趨個(gè)性化的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體驗(yàn)［7］。

1　云、云服務(wù)與“感知云服務(wù)”的概念界定

云技術(shù)是指，能夠提高IT基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件和服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性、可訪問性、可擴(kuò)展性和彈性，從而以低得多的成本為機(jī)構(gòu)提供了新的信息化解決方案［8］。云服務(wù)是指基于云計(jì)算的各項(xiàng)服務(wù)，可以是伴隨云計(jì)算的出現(xiàn)才得以產(chǎn)生的服務(wù)，也可以是在云計(jì)算出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在但因?yàn)樵朴?jì)算的推動(dòng)而得以更進(jìn)一步發(fā)展的服務(wù)。

基于前文對云、云服務(wù)的概念界定，本文對“感知云服務(wù)”做了以下定義：“感知云服務(wù)”是指通過對能夠感知現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)中不同環(huán)境與用戶群體的感知云的數(shù)據(jù)挖掘與分析并結(jié)合對所處環(huán)境的理解，由系統(tǒng)主動(dòng)感知、自主實(shí)時(shí)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)配置與服務(wù)資源，智能地學(xué)習(xí)與適應(yīng)不同用戶的需求變化并為之提供基于云計(jì)算的各項(xiàng)服務(wù)。與云技術(shù)及云服務(wù)的關(guān)系一樣，“感知云服務(wù)”的數(shù)據(jù)載體是感知云。

2　智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”的技術(shù)創(chuàng)新與探索

現(xiàn)代化信息技術(shù)給智慧醫(yī)療帶來了全新的變革，但是目前眾多智慧醫(yī)療項(xiàng)目都將實(shí)施重點(diǎn)放在硬件環(huán)節(jié)上，在云服務(wù)軟件實(shí)施方面僅僅實(shí)現(xiàn)最基礎(chǔ)的查詢功能，許多云服務(wù)軟件在設(shè)計(jì)上弱化了計(jì)算建模與互動(dòng)感知，造成健康云平臺許多蛻變?yōu)閿?shù)據(jù)查詢。以智慧醫(yī)療自身要求和發(fā)展趨勢來看，本文認(rèn)為智慧醫(yī)療“云服務(wù)”更需要運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)為用戶提供可自主感知、自主機(jī)器學(xué)習(xí)的智能化云服務(wù)。

2.1“健康感知云”的構(gòu)建

智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”離不開其數(shù)據(jù)載體“健康感知云”。因此 “健康感知云”是“感知云服務(wù)”的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?！敖】蹈兄啤钡臉?gòu)建應(yīng)當(dāng)以區(qū)域內(nèi)居民電子健康檔案為核心，并充分利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)居民電子健康檔案數(shù)據(jù)云存儲?！敖】蹈兄啤痹诠δ苌蠎?yīng)實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)方面：一是，包括個(gè)人基本信息、健康管理記錄和診療記錄在內(nèi)的所有居民健康檔案相關(guān)信息的實(shí)時(shí)采集、深度挖掘與動(dòng)態(tài)管理，并將其作為“感知云服務(wù)”的共享數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二是，以三級醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為基礎(chǔ)、以“健康感知云”為載體，對智慧區(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)程會診、雙向轉(zhuǎn)診等院際協(xié)作的數(shù)據(jù)進(jìn)行“云”端共享，消除“信息孤島”，加強(qiáng)各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的協(xié)同。

2.2人工智能技術(shù)支撐下的智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”

當(dāng)“健康感知云”構(gòu)建之后，在接下來的數(shù)據(jù)應(yīng)用階段，“健康感知云”能否為智慧區(qū)域內(nèi)不同類型的用戶提供何種個(gè)性化服務(wù)至關(guān)重要。為了區(qū)別于傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)共享方式為主的“智慧醫(yī)療”，本文在智慧醫(yī)療海量數(shù)據(jù)挖掘與智能感知階段植入了目前主流的數(shù)據(jù)挖掘與聯(lián)機(jī)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)思想。人工智能技術(shù)的植入，將使智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”向著知識自主獲取、智能聯(lián)結(jié)與分析的方向變革。

（1）數(shù)據(jù)挖掘與聯(lián)機(jī)分析技術(shù)的應(yīng)用?！案兄品?wù)”中數(shù)據(jù)挖掘主要是挖掘“感知云服務(wù)”中各類用戶對象（包括區(qū)域內(nèi)居民用戶以及各層級的衛(wèi)生數(shù)據(jù)管理用戶）所需要的不同類別的個(gè)性化的數(shù)據(jù)、信息、知識?！案兄品?wù)”與智慧區(qū)域外的知識庫進(jìn)行知識交換并通過知識泵［9］（一種具有數(shù)據(jù)整理與過濾功能的agent模塊）進(jìn)行清理、集成、選擇，從而使從外界獲取的知識更大限度地滿足各類用戶的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)用戶感興趣的知識與信息進(jìn)行自動(dòng)智能推送。數(shù)據(jù)挖掘的模式評估模塊的作用則是依據(jù)興趣度測量，并且與數(shù)據(jù)挖掘模塊交互，以便進(jìn)行個(gè)性化數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)，為“感知云服務(wù)”的各類用戶自主智能挖掘其感興趣的數(shù)據(jù)。由于智慧醫(yī)療所構(gòu)建的“健康感知云”中存儲著海量的居民健康數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)往往又存在著顯性的和隱性的關(guān)聯(lián)性，挖掘、比對數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系是“感知云服務(wù)”的重要任務(wù)。以智慧區(qū)域內(nèi)衛(wèi)生事件應(yīng)急響應(yīng)為例，如果區(qū)域內(nèi)突發(fā)疫情，此時(shí)需要聯(lián)機(jī)分析最近域內(nèi)居民健康檔案中的就診記錄、專業(yè)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫、因特網(wǎng)知識庫等多種知識庫以便尋找問題的根源。在數(shù)據(jù)挖掘與用戶交互服務(wù)上，無論是智慧醫(yī)療域內(nèi)居民還是域內(nèi)各級衛(wèi)生信息管理人員，如果直接從各類龐大、繁雜的數(shù)據(jù)庫（知識云）以及互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中挖掘自身所需的知識集合進(jìn)行人工聯(lián)結(jié)式分析，會耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而人工智能領(lǐng)域的數(shù)據(jù)挖掘、聯(lián)機(jī)分析技術(shù)、

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為此類問題提供了解決方案。數(shù)據(jù)挖掘中的核心技術(shù)——聚類分析是基于“物以類聚”的樸素思想，根據(jù)事物的特征對其進(jìn)行聚類或分類，因此需要針對“感知云服務(wù)”所涉及的服務(wù)對象設(shè)定其相應(yīng)的分類，便于日后的數(shù)據(jù)發(fā)掘分析。為了使知識聚類所涉及的知識更具準(zhǔn)確性和完整性，需要針對“感知云服務(wù)”的不同類別的使用對象設(shè)計(jì)不同的聚類?！案兄品?wù)”所感知到的各類用戶的知識（數(shù)據(jù)）與知識倉庫、因特網(wǎng)、以及其他專業(yè)數(shù)據(jù)庫所挖掘到的相關(guān)知識進(jìn)行聯(lián)機(jī)分析，最終在“感知云服務(wù)”的用戶交互界面形成直觀并彼此相聯(lián)結(jié)的可視化知識分析結(jié)果。

（2）機(jī)器學(xué)習(xí)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用?！案兄品?wù)”是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程式服務(wù)，其中所涉及的知識分類在這一過程中也隨著用戶興趣與習(xí)慣的變化而不斷變化。通過在“感知云服務(wù)”中植入機(jī)器學(xué)習(xí)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊可以解決跟蹤、學(xué)習(xí)用戶動(dòng)態(tài)需求的問題，其可訓(xùn)練、可學(xué)習(xí)的特性為“感知云服務(wù)”動(dòng)態(tài)跟蹤用戶的興趣與習(xí)慣提供了良好的算法支持。通過對“感知云服務(wù)”中的機(jī)器學(xué)習(xí)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行多層、多次訓(xùn)練，可以不間斷地獲取與學(xué)習(xí)不同類型用戶的知識分類、使用習(xí)慣、興趣領(lǐng)域等知識，為“感知云服務(wù)”的不同使用對象自動(dòng)歸類、分析、挖掘、推薦相關(guān)知識。技術(shù)創(chuàng)新維度下的智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”技術(shù)路線圖，見圖1。

圖1　智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”技術(shù)路線圖

3　多維視域下的智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”

圖2　智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”全景圖

本文闡釋的智慧醫(yī)療 “感知云服務(wù)”可分為健康感知云服務(wù)、公衛(wèi)感知云服務(wù)、知識感知云服務(wù)三個(gè)具體子維度。這三個(gè)子維度之間通過“健康感知云”進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、智能感知、服務(wù)改進(jìn)的知識獲取與聯(lián)結(jié)交換。本文所闡釋的智慧醫(yī)療“感知云服務(wù)”全景圖，見圖2。

3.1以患者為中心的“健康感知云服務(wù)”

智慧醫(yī)療最重要的任務(wù)就是為域內(nèi)居民提供更為便捷的醫(yī)療服務(wù)?；菝褚曈蛳碌闹腔坩t(yī)療“云服務(wù)”的目標(biāo)是，構(gòu)建“以人為本”、“三級聯(lián)動(dòng)”、居民可感知的“云服務(wù)”，建立泛在式、可智能感知的數(shù)字化患者云服務(wù)中心。惠民視域下的“智慧醫(yī)療”云服務(wù)主要是以“健康感知服務(wù)云”為載體，雙向優(yōu)化便民服務(wù)與醫(yī)療資源。

（1）實(shí)現(xiàn)居民就診服務(wù)流程再造。以云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)技術(shù)聯(lián)合構(gòu)建的“健康感知服務(wù)云”，為居民提供多終端并不受時(shí)間、空間和人員身份限制的3A（Anytime、Anywhere、Anyone）泛在式健康感知云服務(wù)體系。以居民健康卡卡號為主索引，簡化雙向轉(zhuǎn)診流程，實(shí)現(xiàn)診療下沉。

（2）實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源與醫(yī)療服務(wù)的再整合、再優(yōu)化。利用“健康感知服務(wù)云”對區(qū)域內(nèi)所有醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)生資源進(jìn)行重新整合與定位，通過對居民個(gè)人健康檔案信息的分析、感知，為其提供選擇所患疾病診療服務(wù)的最優(yōu)路徑，實(shí)現(xiàn)本區(qū)域內(nèi)所有號源的合理分配?！敖】蹈兄品?wù)”以各大三甲醫(yī)院的優(yōu)質(zhì)專家資源為核心，提供區(qū)域醫(yī)療遠(yuǎn)程會診服務(wù)，通過健康檔案與病歷報(bào)告的“云”端共享、專家遠(yuǎn)程視頻會診，實(shí)現(xiàn)居民不出社區(qū)即可享受三甲醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)，全面提升區(qū)域醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

（3）利用物聯(lián)技術(shù)加大對健康人群和患病康復(fù)期人群的服務(wù)、感知力度，為智慧醫(yī)療域內(nèi)居民提供泛在式家庭健康智能服務(wù)。以國家、省市三級智慧城市整體戰(zhàn)略為基礎(chǔ)，以智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主導(dǎo)，全面實(shí)施區(qū)域遠(yuǎn)程智能健康監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測對象體征監(jiān)測數(shù)據(jù)的“云”端共享。同時(shí)，利用數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，建立居民健康服務(wù)動(dòng)態(tài)模型，為健康居民和疾病康復(fù)期的病患提供包括營養(yǎng)配餐、康復(fù)運(yùn)動(dòng)和疾病防護(hù)等全方位、即時(shí)、個(gè)性化健康生活專業(yè)指導(dǎo)服務(wù)。

（4）為區(qū)域內(nèi)居民提供“患者服務(wù)感知質(zhì)量公眾測評反饋服務(wù)”，實(shí)現(xiàn)公眾對智慧醫(yī)療區(qū)域內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的就醫(yī)環(huán)境、服務(wù)質(zhì)量和從業(yè)醫(yī)護(hù)人員技術(shù)水平進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知與跟蹤測評，并形成區(qū)域內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)與醫(yī)護(hù)人員服務(wù)質(zhì)量的星級評價(jià)體系，為醫(yī)院綜合實(shí)力、醫(yī)護(hù)人員專業(yè)技術(shù)水平以及職業(yè)道德考評提供有效參考。

（5）“居民健康卡”與新農(nóng)合的資源整合。通過智慧醫(yī)療中的“健康感知云”為數(shù)據(jù)存儲載體進(jìn)一步規(guī)范、整合“居民健康卡”與“新農(nóng)合”的數(shù)據(jù)資源，并以“居民健康卡”卡號為患者主索引，為智慧醫(yī)療域內(nèi)居民提供居民健康卡“一卡通”式服務(wù)。在區(qū)域內(nèi)任何一家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，原新農(nóng)合用戶使用居民健康卡即可完成身份識別、健康檔案查閱、費(fèi)用結(jié)算等一卡通式服務(wù)。

3.2支撐公共衛(wèi)生管理的“公衛(wèi)感知云服務(wù)”

公共衛(wèi)生管理維度下的“智慧醫(yī)療”云服務(wù)主要是通過對“健康感知服務(wù)云”中的公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析，利用大數(shù)據(jù)的“可預(yù)測”性提升醫(yī)療衛(wèi)生管理和決策水平。通過對“健康感知服務(wù)云”海量數(shù)據(jù)深度挖掘與多維分析，構(gòu)建面向不同功能用戶的數(shù)據(jù)倉庫。

以“健康感知服務(wù)云”為基礎(chǔ)，為重大突發(fā)衛(wèi)生事件應(yīng)急指揮提供更為高效的輔助決策服務(wù)，通過高效的數(shù)據(jù)挖掘與分析機(jī)制，實(shí)現(xiàn)預(yù)警指數(shù)分析、危機(jī)事件提醒、應(yīng)急響應(yīng)、跨部門聯(lián)動(dòng)，提高突發(fā)事件的應(yīng)急處理和指揮調(diào)度能力，為突發(fā)公共事件決策指揮提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

（1）以“健康感知云”為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)為技術(shù)支撐，通過對公眾醫(yī)療行為數(shù)據(jù)的采集與深度挖掘，實(shí)現(xiàn)對本區(qū)域范圍內(nèi)的各類典型性疾病動(dòng)態(tài)感知監(jiān)測，形成有效的疾病監(jiān)控機(jī)制，為本區(qū)域的疾病控制管理工作提供有力的數(shù)據(jù)與技術(shù)支持。通過“公共智慧健康云”所提供的居民健康檔案資源共享與三級醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)，實(shí)現(xiàn)針對本區(qū)域慢性病人群的定診與管理。同時(shí)，通過醫(yī)療行為感知監(jiān)測，為慢病高危人群提供危情提醒、康復(fù)指導(dǎo)及用藥提醒等健康干預(yù)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)慢性病便捷診療及隨訪服務(wù)。

（2）以醫(yī)療服務(wù)整體管理與質(zhì)量控制為導(dǎo)向，構(gòu)建基于“健康感知云”的公共衛(wèi)生輔助決策系統(tǒng)。在輔助決策系統(tǒng)的構(gòu)建上應(yīng)注意“硬科學(xué)”與“軟科學(xué)”結(jié)合的構(gòu)建理念，加強(qiáng)公共衛(wèi)生健康數(shù)據(jù)的感知力度，建立基于“公共智慧健康云”的感知、挖掘輔助決策系統(tǒng)，使公共決策更加準(zhǔn)確、可行；另一方面構(gòu)建一套科學(xué)、精細(xì)、專業(yè)的醫(yī)院醫(yī)療行為監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)療行為的監(jiān)督系統(tǒng)化和常態(tài)化，逐步實(shí)現(xiàn)對醫(yī)院醫(yī)療行為的全過程動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

3.3支撐終身學(xué)習(xí)的“知識感知云服務(wù)”

智慧區(qū)域內(nèi)的“知識感知云服務(wù)”，主要是通過建立泛在式，不受時(shí)間、地域限制的“知識感知云服務(wù)”進(jìn)一步提升現(xiàn)有醫(yī)務(wù)人員的知識與業(yè)務(wù)水平?！敖】蹈兄品?wù)”通過整合智慧醫(yī)療域內(nèi)醫(yī)療知識資源、并依托醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)秀師資與知識資源，搭建以醫(yī)學(xué)高校教育資源為依托，集本?？七h(yuǎn)程繼續(xù)學(xué)歷教育、繼續(xù)教育學(xué)分管理等遠(yuǎn)程非學(xué)歷專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和健康知識為一體的感知云服務(wù)平臺，為在職醫(yī)護(hù)人員提供統(tǒng)一、專業(yè)、便捷的教育與培訓(xùn)服務(wù)。

4　結(jié)語

本文之所以在探索視域上以“云服務(wù)”而不是 “云”為探索靶點(diǎn)，其原因是現(xiàn)代智慧醫(yī)療不僅強(qiáng)調(diào) “健康云”及硬件設(shè)施的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，更強(qiáng)調(diào)其在管理與服務(wù)科學(xué)上的創(chuàng)新，突出技術(shù)支撐服務(wù)的雙向聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新理念。

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Based on “PerceivedCloud Services” of the medical wisdom Technology Innovation and Pattern-searching

LI Kai， YIN Huan
（Zhejiang Chinese Medical University Wisdom and Health Information Management Laboratory，Zhejiang Hangzhou，310000）

Innovations in contemporary medical wisdomare reflected not onlyin theconstruction ofthe”healthcloud”andtheha rdwarefacilities， but also in its perceived on the ubiquitous service offered by. This paper presents the concept of “perception of cloud services”， and itsrelated technologies to explore from technological innovation perspective. Finally， the multidimensional sight from the Medical Wisdom service mode based on “perception of cloud services” and “health perception of cloud service”，“public health perception of cloud service”， “knowledge perception of cloud service” has explained in detail three specific dimensions.

Sense cloud services； Medical wisdom； Artificial neural networks； Machine learning

浙江省社科規(guī)劃一般課題，L16ZJQN049YB，流程管理與變異只能計(jì)算統(tǒng)統(tǒng)導(dǎo)向的臨床路徑全過程管理模型研究——基于知識-學(xué)習(xí)過程理論。

李凱，浙江中醫(yī)藥大學(xué) 博士，副教授、高級工程師、碩士生導(dǎo)師，復(fù)旦大學(xué)博士后。研究方向：1、智慧型組織與組織智能系統(tǒng)（HIMSS方向），2、智慧醫(yī)院集成平臺建模與構(gòu)建，3、知識管理系統(tǒng)（KMS）。