云計算在電子健康信息服務中的應用前景研究

劉詠梅+王文韜+李晶+劉坤鋒

〔摘 要〕云計算的出現和應用，促進了信息服務的進程，也為電子健康信息服務提供有力的技術支持，然而云計算在我國電子健康信息服務領域的應用與我國的現狀和發展要求仍有差距，云計算在電子健康信息服務的應用前景應該成為我們關注的問題。通過對國內外文獻的梳理，探討云計算在電子健康服務領域應用的優勢和挑戰，并據此提出了解決對策。針對云計算在電子健康信息服務的應用挑戰，從有效降低投入成本、建立隱私機制、引入第三方認證、完善相關法律以及采取容錯技術5個方面提出建設意見，以期能為電子健康信息服務行業的發展提供借鑒。

〔關鍵詞〕 云計算；電子健康；信息服務

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2017.11.023

〔中圖分類號〕G252 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2017）11-0141-06

The Application Prospects of Cloud Computing Technology in E-Health

Liu Yongmei1，2 Wang Wentao3 Li Jing3 Liu Kunfeng4

（1.School of Information Management，Nanjing University，Nanjing 230091，China；

2.School of Information，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，China；

3.School of Management，Anhui University，Hefei 230601 China；

4.Information School of Management，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

〔Abstract〕The emergence and application of cloud computing has promoted the process of information service and provided strong technical support for eHealth information service.However，the application of cloud computing in China's electronic health information service is still in line with the present situation and development requirements of China.We should focus on cloud computing in e-health information service application prospects.Through the inspection of domestic and foreign literature，this paper discussed the advantages and challenges of cloud computing in eHealth service，and put forward the countermeasures.In view of the application challenge of cloud computing in eHealth information service，it constructed suggestions for the construction of electronic health information service industry from the aspects of effectively reducing the input cost，establishing the privacy mechanism，introducing the third party authentication，perfecting the relevant laws and adopting the fault-tolerant technology Development to provide reference.

〔Key words〕cloud computing；e-health；information service

近年來，隨著國人生活水平的逐漸提高，國民健康意識也在不斷增強，健康信息服務的需求隨之增長；同時，我國政府也致力于解決醫療體系長期存在的效率低下問題，以緩解大醫院醫療資源過度使用、基層小醫院醫療資源利用率偏低的問題。信息技術、互聯網的發展促進了醫療信息技術（Health Information Technology ，HIT）的產生，其在醫療健康領域的有效應用，激發了電子健康信息服務機構的出現，為滿足健康信息需求和解決醫療資源配置不均衡問題提供了便利條件；尤其是數據庫技術、云計算（Cloud Computing）技術的出現[1]，更為電子健康信息服務機構提供了有力的技術支持。

醫療信息技術的應用可將醫療組織中的很多工作流以信息化的形式進行處理、傳遞、分享和提供，不僅可以提高電子健康信息服務的效率，還能有效降低工作成本[2-3]。云計算這一概念產生于IT領域，2006年Eric Schmidt在搜索引擎大會上首次提出，李開復[4]將云計算定義為：以公開的標準和服務為基礎，以互聯網為中心，提供安全、快速、便捷的數據存儲和網絡計算服務。云計算的提出和應用大大降低了建立IT基礎設施的成本，并在全世界范圍內不斷發展并涉及到越來越多的領域，如計算機科學與技術領域[5-7]、機械工程領域[8-10]、生物學領域[11-12]、信息與通信工程領域[13-14]、醫學領域[15-17]等。電子健康信息作為信息技術與醫療行業相交叉的領域，是云計算應用新的對象[18]。從云計算在電子健康信息服務領域的文獻研究來看，國外已有相當一部分學者對其進行了探討[19-20]，而國內對該領域研究的探索相對較少，主要涉及到基于云計算的區域醫療衛生信息化[21-22]，云計算在電子健康檔案的應用研究等[23-25]，而我國政府已充分認識到網絡及云計算對推動國家社會和健康發展的巨大潛力，頒布了多項國家戰略和相關規定，目前云計算在我國電子健康信息服務領域的應用與我國電子健康領域現狀和發展要求仍有差距。endprint

本文在對國外云計算在電子健康信息服務領域文獻研究的基礎上，深入探討云計算在電子健康信息服務領域的應用前景，分析了云計算在電子健康信息服務領域面臨的障礙，并提出了相關建議，希望通過本文的探討，能夠為國內云計算在電子健康信息服務行業的發展提供借鑒和參考。

1 我國電子健康信息服務現狀

電子健康是對基于信息和通信技術服務，用來加強健康和生活方式領域的預防、診斷、治療、監控和管理的統稱[26]。電子健康（E-health）信息服務指利用互聯網渠道為各類用戶提供健康醫療相關的信息和服務等，涵蓋了患者和醫療服務提供商之間、醫療機構間的數據傳輸及患者之間或醫療專業人士之間的互動交流。

我國提供電子健康信息服務方式主要有3類：電子健康網站、虛擬健康社區以及健康管理工具。電子健康信息服務提供健康科普、求醫問藥、健康管理、健康功能類服務，用戶交流平臺服務等。具體如遠程醫學服務、健康常識信息和在線健康檔案信息管理[27]、在線患者間或醫患間交流功能[28-29]、公共衛生服務[30-31]、醫療資源提供商提供的電子健康服務消費功能[32-34]、健康知識管理、移動終端電子健康服務等，根據服務對象的不同，可以提供不同的服務模式，具體如表1所示。

現有電子健康信息服務方式之間沒有絕對的界限，提供服務的類型相似，如“百度醫生”和“好大夫在線”里既有健康信息科普，也提供在線問診、在線掛號等功能，同時提供用戶發帖、回復和分享健康醫療信息等交流功能，這與虛擬健康社區群體間的交流方式類似；“寶寶樹孕育”是以特定群體為服務對象的虛擬健康社區，可以為用戶實時提供健康管理信息等。可見，現有的電子健康信息服務平臺多以某種健康信息服務功能為主，集合其他多種電子健康信息服務的平臺。

云計算以提供集約性服務為核心理念，包含從硬件設施到軟件的多層次服務，基于服務的對象和功能差異分為三層服務，如云計算的軟件即服務（SaaS）、平臺即服務（Papas）以及基礎設施即服務（IaaS）[35]。電子健康服務平臺可根據自身的實際情況，靈活采用這幾種服務方式，從而實現電子健康信息資源統籌化、管理透明化、服務便利化。

2 云計算在電子健康信息服務的應用優勢

2.1 實現電子健康信息服務方式多樣化

采用云計算技術可以使電子健康服務機構為用戶提供靈活多變的服務方式，電子健康信息組織可與云計算服務提供商簽訂等級協議，采取先使用后付款的方式（Pay as You Use）為日常的醫療操作和程序提供兼具彈性和平衡的計算輔助、數據存儲、軟件協助等服務[36]，將醫療信息的處理過程如電子健康信息服務數據存儲、數據計算和數據服務等活動轉移到云平臺來完成[37]，有效降低數據信息存儲、處理和分享等操作成本，達到物流管理中的零庫存模式。

具體而言，云計算技術可幫助用戶快速實現跨境數據讀取、傳遞、分享和處理，促成跨境在線問診和交流；個體用戶將個人電子健康信息存儲在云端服務器，通過云平臺運行實現跨渠道的調用與分享，可使醫生和患者隨時隨地了解和掌握電子健康用戶信息，據此提供合適的診療判斷，有效實現遠程醫療診斷；對數據量大、需要專門工具、專業人才、耗費大量資源的醫療影像處理，能有效保證處理速度和質量，節約人力和物力資源等。

2.2 實現海量電子健康信息檔案管理有效性

利用云計算的數據存儲服務，構建醫療信息整合平臺，實現衛生信息技術轉型，將傳統的紙張為記錄基礎的醫療信息系統轉變為每個病人都有其電子健康信息的社會系統，將病人海量的電子健康信息檔案存儲在中央服務器，整合醫院業務流程，實現醫療信息資源在醫院間的共享。云計算數據存儲信息平臺可以使醫療信息資源和患者在不同醫療機構之間流動起來，簡化了傳統情況下，因為信息不能共享而導致患者在就診和轉診時輾轉于不同醫療機構之間手續繁瑣，重復檢查等現象，大大提高了管理效率。

2.3 實現醫療機構的決策優化

云計算的數據存儲技術使得海量醫療信息和個人電子健康信息檔案集聚在云平臺，也為各級醫療機構、醫院和一線醫護人員提供有效、全面的醫療決策信息進行決策優化提供了可能。以整合的電子健康云平臺數據為基礎，利用數據挖掘技術和云計算的超大規模計算能力對海量醫療相關數據進行分析和挖掘，可以更全面的了解患者的健康狀況，預測可能存在的疾病發生情況，改善原來醫療機構在創建醫療實驗室、優勢學科研究等方面的數據量小，范圍窄等問題，通過云計算平臺的大數據挖掘，對實體醫療機構在醫療實驗室的創建、醫療器材的采購和有關病種研究等方面提供行之有效的幫助，還可以改變臨床治療現狀，對提高醫院醫療服務的質量、安全性和護理效率有積極的影響，同時有效的醫療健康信息可以減少患者治療過程中的不良反應，構建電子健康云智囊，有效實現醫療機構的決策優化。

2.4 實現特殊病種注冊及有效的管理

將云計算技術應用到電子健康信息服務中，可有效對用戶的個人健康信息進行收集和處理，將用戶個人相關病例和資料在云端進行數據識別，如有符合特殊病種的相關指標，電子健康信息服務平臺就會對特殊疾病的用戶進行驗證，或對其推送特殊疾病注冊相關程序及注意事項，結合其電子健康檔案對其病情進行有效的管理。通過對諸如艾滋病等一些特殊病種患者人群電子健康信息的掌控，可有效了解該類用戶群體的健康狀態和實際情況，幫助國家和地方建立健全疫情報告管理及組織，有助于傳染病等級制度的完善和管理，同時改善了傳統特殊病種的注冊和申請過程繁瑣、難以監控和管理的情形。

2.5 協助公共衛生健康突發事件管理

云計算的出現，為公共衛生機構疫情突發事件的管理提供了新的方式。2009年，在甲型H1N1流感爆發幾周前，谷歌通過觀察人們在網上的搜索記錄，利用龐大的數據資源、處理能力和統計技術預測到冬季流感的傳播，通常疫病控制與預防中心要在流感爆發一、兩周之后才可以判斷出流感的傳播源頭，由此，云計算在公共衛生健康領域的利用開始引起關注。endprint

隨著經濟全球化及各國之間政治、文化交流的不斷增多，全球之間人員流動的不斷增加，也給傳染疾病的全球范圍的蔓延帶來了危機，云計算在電子健康信息領域的運用可準確預測疫情的發生并對其進行有效管理。電子健康信息服務平臺可以云計算為基礎，通過對用戶信息檢索的關鍵詞進行過濾、篩查，對搜索熱度較高的地區進行相關疾病知識的普及，及時進行衛生健康宣傳，隨時隨地在線提供健康信息查找、醫療問診和病友交流等功能，用戶可通過健康信息平臺對個人健康狀況進行查找、咨詢和交流，做到有效協助網絡健康突發事件的輿情管理，有效控制大規模傳染疾病的蔓延。

3 應用挑戰

云計算在電子健康信息服務行業的應用有著很多的優勢，但具體應用到現實中，還面臨著諸如成本投入較高、醫療組織機構之間信任機制缺失、相關法律法規不健全，用戶隱私風險、電子健康信息共享困難等風險和挑戰。

3.1 前期基礎設施成本投入較高

有效的云計算服務需要計算機基礎設施、軟、硬件設備為基礎，醫療影像和音頻等各類醫療信息的在線傳輸率對網絡帶寬也有一定的要求，而技術設施、信息技術專家人員使用培訓和后續的運營管理的投入，對醫療機構而言是很大的一筆開支。電子健康信息化醫療設備的前期投入與后期維護運營投入相比，占整體投入的絕大部分，目前大多數醫療組織機構的成本投入都在醫療硬件設備、醫藥成本以及人力資源上，隨著醫療組織機構的進一步發展，還需對臨床路徑實施、優質護理服務、感控要求、醫院評審等方面投入大量的成本[38]。這種情況下，現有醫療組織機構很少會考慮將大量的經濟資源投入到醫療信息化中，病患信息電子化進程緩慢，不利于電子健康信息服務機構和平臺獲取有效的醫療信息。

3.2 信任機制缺乏，難以實現信息共享

電子健康信息機構的有效運營要以個人電子健康信息的跨平臺、跨機構的信息共享為前提，如在線問診功能，醫患之間的溝通等都依賴于用戶在電子健康信息服務中心存儲的個人基礎信息、過往病史等準確的數據信息。云計算的電子健康信息服務平臺中的數據存儲在云端服務器中，無論是在線醫生或者患者，在調用數據時必須保證信息零差錯，否則無法得出有效的醫療結論。而處理、存儲和交換用戶相關電子健康信息時，因患者所屬醫療機構不同，醫生醫療水平的高低，醫療器械的水平不同（如影像學機器的清晰度）等會導致信息互不認同，也會因健康信息數據存儲的格式的不同，難以實現用戶個人信息在不同電子健康信息服務機構的兼容和共享和零差錯；究其根本原因在于醫療組織機構之間缺乏必要的信任和統一的數據處理標準。在這種情況下，云計算在電子健康信息服務中應用就會失去初始動機，無法實現電子健康信息的共享和利用。而電子健康信息行業間的數據異構和零差錯數據信息已成為現有電子健康信息共享服務發展的主要阻礙。

3.3 用戶隱私安全存在風險

將用戶的電子健康信息通過云計算技術統一管理和服務，由政府、醫療研究機構和電子健康組織三方共同使用，有利于使用成本的降低。但這種方式對電子健康用戶隱私信息的保護存在一定的風險。云計算的使用，會將醫院或患者的電子健康信息交給云服務商來管理，數據的掌控權也隨之移交，雖然可以利用協議規范云計算服務商的查看、修改、刪除、泄露這些數據的權利，但不能排除數據泄露的可能性。用戶個人健康信息可能會被他人或機構盜用或被電子醫療機構濫用；或者通過電子健康用戶流量分析，將用戶健康隱私信息泄露給商業機構，用戶可能會成為這些商業機構的精準營銷對象，被不斷推送相關商業廣告或推銷信息等，這些都會成為用戶采用電子健康服務的風險和隱患。同時，用戶隱私信息的處理和分享也存在著一定的風險[39]。

3.4 法律法規不健全，監管環境不成熟

相關的配套法律法規不健全，監管環境尚不成熟是個人電子健康信息傳遞和共享不現實的另一原因。目前醫療服務機構采用云計算服務所簽訂的服務協議一般由云計算提供商單方面提供，用戶的選擇余地很小，單方服務協議致使服務意義上風險不合理分配，破壞服務協議簽訂過程中應有的平等互惠原則，而現有云服務協議在免責聲明方面存在嚴重的不公平、責任不均衡等問題；同時，云計算服務提供商受主要經營所在地法律的管轄，一旦用戶與其發生糾紛，且二者不在同一個國家，將按照云服務提供商所在地區的法律予以處理，將無形中導致云計算提供商及用戶之間的責任認定更加復雜[40]。

2012年，商業軟件聯盟（BSA）發布《全球云計算排行榜》，我國云計算發展準備度在24個國家中排第21位。“云計算發展準備度”指在建設與云計算安全相關的數據及隱私保護、安全管理、網絡犯罪治理等方面的準備情況[41]。這一排名說明我國云計算信息安全法律法規和監管體系仍不夠健全。我國現有法律在個人信息安全方面的規定普遍存在層級低、適用范圍窄、多頭管理、權責不明晰、處罰力度不夠、操作性不強等問題，數據隱私、安全性和保密性、提供衛生服務和制定醫療價格的形成機制等方面的法規領域相對缺乏，與云計算環境相應保護個人信息安全的法律法規問題更是缺位[42]。

醫療服務機構將大量個人電子健康信息存儲在云端，一旦存在信息安全，不僅牽涉到經濟問題，同時還會給個人造成精神傷害。由此可見，個人健康隱私信息和風險利益息息相關。因而法律法規配套不健全、監管環境不成熟帶來的潛在風險也是電子健康信息服務行業發展的主要風險之一。

3.5 云存儲本身帶來風險

利用云計算和云存儲等技術手段可有效提高電子健康信息服務的效率，然而相對于本地存儲，云計算和云存儲服務還會遇到諸多問題，目前最主要的安全威脅有數據破壞、丟失、賬戶或服務通信劫持等，也可能面臨軟硬件故障、網絡中斷、黑客襲擊甚至自然災害等原因導致數據信息處理癱瘓、數據丟失等情況[43]。電子健康信息服務行業對信息的時效性有著較高的要求，如果遇到這些情況，如何有效規避云存儲風險是醫療結構和用戶所要考慮的重要的問題。endprint

4 解決對策

以上提出了云計算在電子健康服務領域應用的諸多挑戰，面對這些挑戰，提出相應的解決對策。

4.1 采用多種方式，有效降低投入成本

面對電子健康信息化醫療設備投入成本大、邊際成本低的特點，醫療信息服務組織首先應轉變電子健康信息化成本策略，明確電子健康信息化設備投入的長遠戰略意義，優化醫療組織結構的投資結構；其次可以通過與政府或其他相關機構進行合作，進行資源整合，實現有效信息的共享利用，降低使用成本；再者，采用有效的技術方式降低投入成本，如Rolim等提出的自動處理患者關鍵數據收集、分類和處理的解決模型，將網絡傳感器連接到醫療設備上收集患者用戶的關鍵數據并將其存儲到云端進行處理和分類[44]，可有效降低人工成本、消除輸入錯誤，提高患者數據信息的可獲取性；基于云計算的智能醫療檔案文件管理系統（HFMS）[45]，可以規避傳統醫療信息管理系統的問題，如存儲能力小、系統運行速度慢等問題；He等提出使用支持公共網絡的VPN構建隱私云，在現有的醫療信息系統中實行統一的數據標準，解決較小的電子健康組織用戶個人健康數據信息云存儲成本的問題[46]。

4.2 建立信息訪問保護機制和隱私安全機制，提高隱私信息安全 將云計算技術應用到電子健康信息服務行業是“互聯網+”的進一步深入應用，但云計算技術應用所帶來的電子健康用戶隱私信息保護問題仍是目前亟待解決的問題[47]。建立云計算技術應用下的電子健康用戶信息訪問保護機制和隱私安全機制是目前探討較多的解決該問題的方法和突破口。

云計算技術應能提供端對端的源驗證、私密性和審計能力[29]，電子健康應用程序可以通過用戶匿名方式進行信息管理，或通過不提供平臺API的方式來保證用戶在電子健康中的隱私信息安全；如電子健康信息服務平臺提供API，則需要遵循CCR或CCD等標準交換協議獲取信息[32]。此外，還可分布式加密方式提高對電子健康用戶個人隱私信息的保護[48]。如此電子健康信息服務用戶可在一個較為安全的環境，將個人的電子健康信息（病歷）通過標記和加密的方式提交到電子健康信息服務云存儲中心，經過加密的個人健康信息只有通過身份認證并獲取解密權限的醫生和用戶本人才能看到，且醫生的權限在“可讀不可寫”的范圍，如此可以有效保障用戶的個人信息安全。

4.3 引入第三方認證機制，規范行業規范

在當前電子健康信息環境中，保護個人隱私并提高醫療機構用戶之間相互信任的一個行之有效的方式就是引入第三方認證機制，即引入具有公信力的認證機構，設立能為各醫療機構和信息服務平臺共同承認的權威標準，對通過認證審查的電子健康組織授予隱私認證標志，以顯示該組織具有保護個人隱私的必要條件。用戶在使用這些電子健康信息服務網站或客戶端時，能享受隱私認證所涉及到各種保護條例，一旦某電子健康組織違反了審查認證中的條例，該機構將會受到處罰或取消隱私認證，以此來提高電子健康行業規范，保護用戶權益。

4.4 完善相關法律法規，強化監管環境

我國已出臺了相關法律政策來加強個人隱私信息的保護，如2014年頒布的《關于審理利用信息網絡侵害人身權益民事糾紛案件適用法律若干問題的規定》，提出網絡用戶或者網絡服務提供者利用網絡公開自然人基因信息、病歷資料、健康檢查資料、犯罪記錄、家庭住址、私人活動等個人隱私和其他個人信息，造成他人損害，被侵權人請求其承擔侵權責任的，人民法院應予以支持。這在一定程度上可以解決個人信息隱私泄露的責任問題，然而還沒有專門針對云計算提供商的監管條例以及個人醫療健康信息泄露的相關法律規范和監管部門。為了打消用戶對電子健康信息泄露的不信任和風險，必須要構建電子健康用戶隱私保護機制，如信息審計機制、保險安全機制等。立法應明確云計算服務提供商、網絡服務提供商等主體對個人信息保護的法律責任。

4.5 采用容錯技術，維護系統正常運行

解決用戶電子健康存儲數據零差錯和共享困難行之有效的方式是實現數據共享過程標準化。應促使政府部門鼓勵電子健康數據共享并與相關醫療機構和技術服務公司針對電子健康信息領域提出相關數據標準，確保合理的測試過程，保證整個電子健康數據共享過程更加高效和透明，而標準的制定是實現數據共享的前提[49]。同時使用云存儲服務器的容錯技術能力，降低信息差錯[50]。當云服務器因為某種原因導致了系統中的數據或文件丟失或是損壞，利用容錯技術，系統可自動將這些已經丟失或是損壞的數據或文件恢復到之前一個可用的正確版本狀態，并使云服務器系統能夠繼續正常的運行。

5 結 語

隨著醫療信息技術在電子健康信息服務領域的不斷應用，電子健康信息服務行業正在經歷著快速的改變。云計算技術作為近年來備受熱議的信息技術之一，應用在電子健康信息服務行業領域不僅有助于控制行業成本，更有利于我國智慧醫療事業的發展。本文通過對云計算技術在電子健康信息服務中的優勢和應用障礙的分析，認為電子健康信息服務機構如果能夠把握云計算技術應用的機遇，合理應對面臨的問題和挑戰，有效實現電子健康信息服務的順利發展。希望本文對云計算在電子健康信息服務中應用探索和分析，能夠為電子健康信息服務行業的發展提供一些借鑒。

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