基于云计算技术的医疗信息化

信息时间：2015-10-29 信息来源：

基于云计算技术的医疗信息化

高   宁

                （陕西山利科技发展有限责任公司，西安  710075）

 

摘要：云计算作为一种新兴的共享架构体系，将会给医疗信息化带来全新的建设思路。本文在云计算的概念、体系架构和特点的基础上，综合医疗信息化目前所面临的问题，介绍了云计算为医疗信息化建设提供的服务，及其为医疗信息化建设带来的益处。

关键词：医疗信息化；云计算；云服务

1 概述

随着信息技术的快速发展，国内越来越多的医院正加速实施基于信息化平台、 HIS 系统、PACS系统、LIS系统的整体建设，以提高医院的服务水平与核心竞争力。医疗业务应用与基础网络平台的逐步融合正成为国内医院，尤其是大中型医院信息化发展的新方向。

1.1 医疗卫生信息化的现实意义

医疗卫生信息化是实现卫生体制飞速发展的一个强有力的技术保障，通过先进的信息化手段，及时提供病人的各种数字医疗信息，建立信息的共享、流动和智能运用，可以实现更加方便而快捷的医疗服务。对于提高医疗质量，降低医疗费用和改善病人对医疗服务的满意度，推动各医疗机构医患资源的灵活流动和结构优化具有深远的意义和影响。

1.2 目前医疗信息化存在的问题

1.2.1 医疗信息化建设和维护成本高

当前实力较强的医疗机构购买了信息化设备，拥有数据中心，构建了医疗信息服务，但很多较小的机构没有足够的资金购买，而且购买之后机器的维护需要专门人员，电子设备更新速度太快，都导致了维护成本增高。

1.2.2 医疗信息孤岛

每个医疗机构的信息服务各成一个体系，互相之间的数据不能共享，一个病人的资料可在多个医院中存储，造成了资源浪费。

1.2.3 信息化专业人才不足

医疗信息服务需要许多综合性人才，既需要懂得信息技术，又了解医院业务，从当前情况来看，这种复合型的人才还远远不足以满足医疗机构的需求。

1.2.4 医疗信息服务中资源有效利用不足

由于大部分的医护人员对信息技术掌握不多，多以很多信息服务中的资源不能有效利用，仅对医疗数据进行简单收集和整理，而不能全面加工、分析和提取利用信息，不能对临床医疗提供决策支持。

1.3 云计算对于加快医疗信息化发展的意义

云计算是目前国际上发展非常迅速的前沿学科，用软件来集中管理所需要的相关资源，云计算为用户提供计算能力的服务。

因此，医疗卫生企业如果需要这种简单服务的话，就可以对此服务进行购买，而可以不用去进行这些设施的建设。云计算技术的出现，将给医疗信息化建设带来一个全新的认识。探究如何利用云计算技术促进医疗信息化发展有着重要意义。

1.3.1降低成本 

对寻求低成本高效益自动化操作的医疗单位来说，云计算可以成为一个理想的平台。对于医疗中的IT服务来说，使用云计算技术是非常实惠的，许多医院可以分享由大量的系统连接在一起形成的基础设施，医院的运行成本可以因此减少，而效率会提高。使用云计算时，医院在硬件和软件上的投资可以更有效地得到应用，由于资源最大限度的应用，医院的收益率也就大为提高。通过整合多方面医疗IT资源为大的云。医院减低了成本，增加了单独资源的利用率。 

1.3.2 提高效率 

医疗IT供应商需要发展和介绍云计算基础设施，证明云计算有助于医院的自动化，有助于管理实时工作负荷和减少IT的复杂性。云计算架构可以帮助医疗IT供应商安排好他们创新计划的先后顺序，同时可缩短医疗IT解决办法的完成时间。云计算自动架构将越来越能提供廉价的创新服务。 

1.3.3 统一标准 

采用云计算将有助于医疗系统IT基础设施的标准化，这与现在lT系统彼此差异很大的情况不同。由于许多硬件服务器是虚的，所以成本可大量降低，唯一需要另外提供的是中间件。以CPU时间或以传递千兆比特来计算的资源使用上，供应商可以给医院提供支付上的选择。医院在是否应签IT长期服务合同上有时有犹豫，在云计算技术中，这个问题是没有的，因为在云计算中没有长期委托问题，这对供应商有帮助。

2 云计算概述

2.1 云计算的概念及原理

云计算（Cloud Computing）是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT 信息资源，实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，通过网络将分散的ICT 资源（包括计算与存储、应用运行平台、软件等）集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。用户可以使用各种形式的终端（如PC、平板电脑、智能手机甚至智能电视等）通过网络获取ICT 资源服务。

云计算就是将互联网作为平台，按照一定的公开的标准，为用户提供安全便捷的数据存储服务以及准确的网络计算服务。有了云计算，小型企业用户就不再需要购买大型的网络计算设备，用户所需要的应用程序可以运行在以互联网为平台的大规模的服务器群中，而不是运行在企业自己购买的服务器上。当用户需要存储或处理自己的数据时，可以在任何时间、地点，登陆互联网来访问云计算服务即可。



图1 云计算三层服务模型

2.1.1软件即服务（SaaS）

SaaS层面向的是云计算终端用户，提供基于互联网的软件应用服务。用户通过Web浏览器便可随时访问基于这种服务的应用，从用户使用的角度，不需要下载、安装和维护任何的硬件和软件，这样会省去其在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度，不必考虑购置、维护邮件服务器、邮件管理系统等的开销，只需维持一个自己应用的程序就够了，这样能够减少成本。 

2.1.2 平台即服务（PaaS） 

PaaS层作为3层核心服务的中间层，既为上层应用提供简单可靠的分布式变成加厚，又需要基于底层的资源信息调低作业、管理数据、屏蔽底层系统的复杂性。通过该层服务用户可以创建自己的应用软件在供应商的基础架构上运行，然后通过网络从供应商服务器上传递给用户。

 2.1.3 基础设施服务（IaaS） 

IaaS层是云计算的基础，通过建立大规模数据中心，IaaS层为上层云计算服务提供海量硬件资源，同时在虚拟化技术的支持下，IaaS层可以实现硬件资源的按需配置，并提供个性化的基础设施服务。IaaS服务即把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施，作为计量服务提供给客户。它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。这是一种托管型硬件方式，用户付费使用厂商的硬件设施。

2.2 云计算特点

2.2.1 灵活性

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端设备获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本电脑或者一个手机，就可以通过“云”提供的服务来实现用户需要的一切。

2.2.2 共享性

众多用户分享资源，并且避免单一用户承担较高的费用或者有限的资源无法被充分利用。

2.2.3 经济性

成本大大降低，云计算的基础设施通常是由第三方提供，这使得用户不需要为了一次性或非经常性的计算、扩容需求来购买昂贵的设备，并按需支付服务费用。

2.2.4 高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

2.2.5 安全性

云计算的安全性主要体现在数据安全和安全计算两个方面。数据安全是因为数据不是保存在个人电脑或本地服务器中，而是保存在“云”中，由专业的数据中心来帮用户保存数据、管理信息，有严格的权限策略帮用户与由用户指定的用户共享数据，从而避免了个人电脑或服务器损坏、被盗、病毒而造成的数据丢失和泄露。安全计算是因为在“云计算”模式下，用户使用的软件由服务商统一部署在“云”中运行，软件维护由云计算服务商完成，当本地设备出现故障时，不会影响用户对其软件的使用，用户只需换台电脑就可以继续自己的工作。

2.2.6 高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

2.2.7 按需服务

“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。

3 云计算与医疗卫生信息化

3.1 医疗卫生各领域云计算应用需求

3.1.1 区域医疗

区域医疗不仅要整合区域医院内医院、社区卫生服务、村卫生室等医疗机构，还涉及国家政府部门、疾病预防控制部门、卫生监督管理部门等。目前、区域医疗信息化存在不同医疗机构、不同卫生管理部门之间业务与数据互不连通，可用性差等不足之处，信息孤岛与信息烟囱突出。需要通过云计算相关技术与手段，实现区域内卫生数据、医疗数据、个人保健等多层面数据的整合、存储、分析与利用，实现不同信息系统之间的互联互通与数据共享，为大范围内的公共卫生、医疗服务、新型农村合作医疗、药品管理和卫生综合管理等多个领域提供技术支撑。

3.1.2 无线医疗

无线医疗信息系统的目标是以弱电工程为基础，构筑满足医院实现数字化、信息化、智能化发展的中长期目标，建设医院数字化、信息化、智能化、可持续发展的系统基础平台，实现医疗现代化、楼宇智能化、平台数字化、管理信息化、服务网络化等功能。无线医疗信息系统通过统一的标准规范及严格的安全控制体系串联起数据层、应用层、服务层与展现层，将以往桌面应用的电子病历、医疗影像等推向移动应用，提高了医疗业务效率。大量终端、传感器的应用带来巨大的医疗数据处理、分析需求，需要云计算提供计算资源便捷的随时随地访问，并在医疗业务紧张时提供灵活、有弹性的扩展能力。

3.1.3 个人与家庭保健

随着人民生活水平的提高以及城镇化率的不断提升，居民对于保健等业务的需求正在不断上升，血压计等个人保健检测设备的销量不断攀升，网络化、智能化已经成为这类产品的发展趋势。与此同时，面对老龄化人口不断攀升的现状，老人看护与慢性病检测将成为具有潜力的新兴市场。个人与家庭保健市场需要厂商提供从终端、保健、锻炼，与医生的沟通、用药、慢性病监测，与社区医疗中心的联系等业务需求计算、存储能力随时随地获取，能够提供大量数据的汇总分析与决策，而与云终端结合的云计算解决方案可以有效响应此种需求。

3.2 云计算为医疗信息化提供的服务

3.2.1 云计算与区域医疗

区域卫生信息平台是连接区域内的医疗卫生机构基本业务信息系统的数据交换和共享平台，是不同系统间进行信息整合的基础和载体。建设基于健康档案的区域卫生信息平台，是以区域内健康档案信息的采集、存储为基础，自动产生、分发、推送工作任务清单，为区域内各类卫生机构开展医疗卫生服务活动提供支撑的卫生信息平台。平台主要以服务居民委中心，兼顾卫生管理和辅助决策等。云计算将整合电子病历、电子健康档案、影像数据中心等信息资源，对内支持医院、乡镇卫生院、采供血机构等医疗业务实施主体，对外构建基于健康档案的区域卫生信息平台、省级卫生信息平台、国家级卫生信息平台，实现公众服务、业务协同、卫生管理以及外部共享。



图2 区域医疗云应用体系

3.2.2 云计算与无线医疗



图3 移动护理信息系统网络结构

无线医疗通过无线技术连接医疗终端及后端医疗数据分析处理平台。在医疗诊断领域，云计算可以支撑大量电子病历的导入与分析，实现临床路径研究，支持医疗业务创新及效率提升；在医疗差错防止领域，云计算与物联网技术的结合，可以实现对婴儿、精神病等医疗用户的定位与监测，对医疗器械与设备进行精细化管理，对药品使用提供纠错与提醒功能。

3.2.3 云计算与个人及家庭保健

个人及家庭保健终端，如血压计、血糖仪等应用日益普及，基于海量个人健康数据的业务应用成为可能。通过面向异构网络的数据转换与传输中间件平台、海量数据融合与分析平台，基于海量个人健康数据源，以及云计算的海量健康数据存储、管理、检索与分析技术，实现个人健康跟踪、慢性病防治、自助医疗等业务应用。



图4 远程心电监护系统示意图

4 结束语

当前，医疗信息化已成为各医疗机构发展的必然趋势，通过信息化手段，建立医疗机构之间的医疗资源的共享与交流，能够实现医疗服务资源的最优整合和最大协同效应。云计算是一种更加灵活、高效、低成本、节能的信息运作的全新方式，是自互联网革命以来IT产业最深刻的变革，也是信息技术长期发展和积累之集大成。将云计算应用到医疗行业中，实现基于云平台的高效医疗信息服务，会为医疗行业带来一个跨时代的改革。随着云计算的发展以及相应系统构建实践经验的获得，云计算必将在医疗行业中发挥更大的价值。