基于大數(shù)據(jù)的移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)的研發(fā)＊

黑威

（長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院 信息工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410219）

1 引言

近幾年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，移動(dòng)醫(yī)療這一新興產(chǎn)業(yè)也從中受益，移動(dòng)醫(yī)療是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代醫(yī)療相結(jié)合的產(chǎn)物，比傳統(tǒng)的醫(yī)療體系更便捷、更快速，改變了傳統(tǒng)醫(yī)療單一的服務(wù)模式。目前，移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外熱門(mén)的研究方向，一些大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也在尋求和探索新型的醫(yī)療模式。

移動(dòng)醫(yī)療作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)一個(gè)新的分支，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)智能終端的飛速發(fā)展的前提下，也被賦予了前所未有的活力與生機(jī)。與傳統(tǒng)就醫(yī)方式相比，移動(dòng)醫(yī)療最大的特性就是便捷，豐富了病人與醫(yī)生的交流方式，完善了傳統(tǒng)醫(yī)療中所不具備的快速信息的交互功能。通過(guò)移動(dòng)醫(yī)療APP，醫(yī)生可以快速掌握病人的基本信息以及病史，為病人制訂出更完備的醫(yī)療計(jì)劃，病人也可以對(duì)自己的醫(yī)生有一個(gè)更詳細(xì)的了解。

另外，如今正在推崇的醫(yī)療改革也需要就醫(yī)流程的改進(jìn)來(lái)推進(jìn)，節(jié)奏逐步加快的社會(huì)需要一個(gè)更加高效、簡(jiǎn)單的就醫(yī)環(huán)境，醫(yī)療資源的分配也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。移動(dòng)醫(yī)療通過(guò)提高醫(yī)療系統(tǒng)效率可有效地解決這一問(wèn)題。

克里夫蘭醫(yī)學(xué)中心專(zhuān)家編寫(xiě)的《移動(dòng)醫(yī)療》中文版出版時(shí)，筆者和原著作者都堅(jiān)持認(rèn)為“移動(dòng)醫(yī)療”是21 世紀(jì)不可忽視的醫(yī)療服務(wù)場(chǎng)景，是AI 技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的必然發(fā)展方向。

2 需求分析

2.1 用戶需求

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自身健康的重視程度越來(lái)越高，對(duì)自己的健康信息也越來(lái)越重視，而傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)難以滿足人們的這一需要，移動(dòng)醫(yī)療便應(yīng)運(yùn)而生。據(jù)調(diào)查顯示，目前國(guó)內(nèi)已有2 000 多款移動(dòng)醫(yī)療APP，功能和質(zhì)量都參差不齊。根據(jù)2015 年的一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查報(bào)告顯示，從病人角度來(lái)看，對(duì)移動(dòng)醫(yī)療APP 的需求主要為希望通過(guò)查詢獲得電子病歷，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)預(yù)約掛號(hào)、用藥提醒的功能，這三個(gè)部分在需求中都占一半以上的比例，調(diào)查的具體情況如下圖1 所示。

圖1 患者需求分析

從圖1 可以看出，病人更多地希望自己能從移動(dòng)智能終端中獲取到自己的病例信息，以便可以避免“看病難”“掛號(hào)難”的問(wèn)題，通過(guò)“一鍵問(wèn)診”，真正享受到互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)醫(yī)療為人們生活帶來(lái)的便捷。

然而，從醫(yī)護(hù)人員的角度來(lái)看，他們更多地希望移動(dòng)醫(yī)療APP 具有與醫(yī)生溝通、通過(guò)手機(jī)獲取病例、與患者實(shí)時(shí)交流等功能，具體如圖2 所示。

圖2 移動(dòng)APP 醫(yī)護(hù)從業(yè)人員需求分析

從上述數(shù)據(jù)可以看出，移動(dòng)醫(yī)療APP 的需求不是單調(diào)的，它涉及到的方面有很多。必須從多方面考慮，選取一個(gè)最適合的方案。

2.2 性能需求

除了大眾對(duì)此產(chǎn)品的需求，如何實(shí)現(xiàn)其自身的負(fù)載均衡，正常運(yùn)轉(zhuǎn)也是該項(xiàng)目的一大重點(diǎn)。大型醫(yī)院的公網(wǎng)系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)數(shù)據(jù)訪問(wèn)量較大，如果不能合理組織好整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用好相關(guān)組件，那這個(gè)項(xiàng)目即使做出來(lái)后續(xù)也很難發(fā)展。為了應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的高并發(fā)訪問(wèn)，可以使用負(fù)載均衡技術(shù)來(lái)將信息分到多個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行處理，負(fù)載均衡器按照一定的方案將信息分配到不同的集群服務(wù)器上，以此來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，還可以運(yùn)用緩存技術(shù)將信息緩存到本地服務(wù)器上，以便減小服務(wù)器的壓力。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)組件

在初步確定系統(tǒng)需求及功能之后，進(jìn)行后臺(tái)開(kāi)發(fā)，由于本次研究是非企業(yè)級(jí)的，所以這里選擇的組件分別是輕量級(jí)服務(wù)器Tomcat、開(kāi)放源碼的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)MySQL、負(fù)載均衡器Nginx。下面對(duì)這些組件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

Tomcat 是Apache 軟件基金會(huì)的Jakarta 項(xiàng)目中的一個(gè)核心項(xiàng)目，由Apache、Sun 和其他一些公司及個(gè)人共同開(kāi)發(fā)而成。由于有了Sun 的參與和支持，最新的Servlet 和JSP規(guī)范總是能在Tomcat 中得到體現(xiàn)。Tomcat 服務(wù)器是一個(gè)免費(fèi)的開(kāi)放源代碼的Web 應(yīng)用服務(wù)器，屬于輕量級(jí)應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問(wèn)用戶不是很多的場(chǎng)合下被普遍使用，是開(kāi)發(fā)和調(diào)試JSP 程序的首選。

MySQL 是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB 公司開(kāi)發(fā)，目前屬于Oracle 旗下產(chǎn)品。MySQL 是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，也是一款被使用得比較多的免費(fèi)的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。同時(shí)，它還為多種編程語(yǔ)言提供了API。這些編程語(yǔ)言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP 等，此特性可以幫助人們搭建系統(tǒng)。

Nginx是一款輕量級(jí)的反向代理Web服務(wù)器和電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器，并在一個(gè)BSD-like 協(xié)議下發(fā)行。其特點(diǎn)是占有內(nèi)存少，并發(fā)能力強(qiáng)。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

一般的應(yīng)用軟件主要由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)以及客戶端組成，用戶請(qǐng)求通過(guò)安全防火墻，到達(dá)應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)，通過(guò)篩選和偵察，再將不同的信息類(lèi)別分到不同的服務(wù)器集群中，以此最大化系統(tǒng)工作效率。然后根據(jù)用戶請(qǐng)求，返回響應(yīng)數(shù)據(jù)至客戶端，完成一次數(shù)據(jù)交互。

可以仿照此過(guò)程來(lái)模擬移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程。首先，系統(tǒng)用戶通過(guò)移動(dòng)客戶端訪問(wèn)系統(tǒng)服務(wù)器時(shí)，信息將首先到達(dá)外網(wǎng)安全防火墻，通過(guò)安全規(guī)則過(guò)濾后到達(dá)應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括Nginx 負(fù)載均衡器、系統(tǒng)服務(wù)器集群以及數(shù)據(jù)庫(kù)。到達(dá)應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)后，先經(jīng)過(guò)負(fù)載均衡器的分類(lèi)，根據(jù)不同的服務(wù)請(qǐng)求將數(shù)據(jù)分散到服務(wù)器集群、醫(yī)院HIS 以及管理后臺(tái)中。如果需要調(diào)用內(nèi)部數(shù)據(jù)，則通過(guò)服務(wù)器集群對(duì)不同的請(qǐng)求分別進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，這樣可以有效地提高系統(tǒng)效率。

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)掛號(hào)，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合GPS 定位，對(duì)患者周邊的醫(yī)院分布、路線軌跡以及是否需要等待進(jìn)行分析判斷，為用戶提供最優(yōu)方案以及詳細(xì)規(guī)劃。

3.3 功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)前面提到過(guò)的需求，可以設(shè)計(jì)如下功能框，如圖3所示。

圖3 功能框圖

根據(jù)不同類(lèi)別，將不同的功能模塊大致分為3 部分：醫(yī)院、個(gè)人、工具。其中，醫(yī)院模塊部分主要負(fù)責(zé)滿足用戶對(duì)醫(yī)院及醫(yī)療知識(shí)的了解需求，個(gè)人模塊則主要負(fù)責(zé)管理患者的信息，工具模塊負(fù)責(zé)補(bǔ)全其他需求。

4 總結(jié)

從市場(chǎng)出發(fā)，結(jié)合社會(huì)形勢(shì)，多方面分析社會(huì)需求，可以知道人們需要什么樣的產(chǎn)品，再綜合當(dāng)下市面上移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，力爭(zhēng)完善需求。通過(guò)詳細(xì)的需求分析，可以制訂一套完善穩(wěn)定的系統(tǒng)架構(gòu)，建立一套完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，搭建一個(gè)安全、快捷、高效的運(yùn)行環(huán)境。此外，為了應(yīng)對(duì)系統(tǒng)高并發(fā)訪問(wèn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，可以采用Nginx 負(fù)載均衡服務(wù)器，通過(guò)此服務(wù)器，將數(shù)據(jù)分配到不同的集群服務(wù)器，以此實(shí)現(xiàn)高并發(fā)下的系統(tǒng)穩(wěn)定。

移動(dòng)醫(yī)療APP 當(dāng)下正在飛速發(fā)展，前景廣闊，但是還存在一定的局限性。例如，當(dāng)前很多的移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)都只適用于病人，缺少醫(yī)護(hù)人員的需求，生態(tài)鏈還有擴(kuò)展空間。醫(yī)院系統(tǒng)訪問(wèn)量大，服務(wù)器容易超負(fù)載。因此，移動(dòng)醫(yī)療的負(fù)載均衡技術(shù)還有待優(yōu)化。