基于云计算的医疗信息网络服务平台的研究

张月东，尚凯，王玫，马晓艳

1.泰安市中心医院骨科，山东泰安271000；2.泰山医学院信息工程学院，山东泰安271016

基于云计算的医疗信息网络服务平台的研究

张月东1，尚凯1，王玫2，马晓艳2

1.泰安市中心医院骨科，山东泰安271000；2.泰山医学院信息工程学院，山东泰安271016

云计算具备共享资源、智能可靠等优点。该文以现有医疗信息管理系统和国家卫生信息化建设政策为基础，提出建立基于云计算的医疗信息网络服务平台的框架方案，以实现医疗信息共享为目的，为患者提供全面的医疗服务，建立更高级的医疗应用，最终建立合理的医疗体系管理政策，从而提高公共卫生水平。

信息一体化服务平台；云计算；虚拟化技术

随着医疗信息的数字化、信息化的不断发展，各个医疗单位都通过建立适合自己的医疗信息系统来进行数据管理，然而不同医疗数据的集成与应用的独立性日益成为医药卫生行业面对的难题。各系统之间的医疗数据不能实现有效管理与资源共享，出现的海量冗余信息存储，逐渐成为医疗信息化建设过程中的难题，构建医疗信息网络服务平台的需求也日益凸显。

1 云计算国内外研究现状分析

IT技术发展到今天，云计算已经实现了技术的突破，以云计算为动力，互联网技术为根基，国际知名的IT巨头纷纷推出了应用云计算技术的产品或应用，如早期亚马逊的Cloud Drive，2011年苹果公司推出的iCloud，2012年微软的System Center系统，IBM的Power Systems等，2012年更是出现了像Oracle的Exadata为代表的超豪华一代的云计算产品。

云计算技术的推广和应用必将会给复杂的日常管理工作和数据的存储及信息挖掘带来重要的变革。大多数的世界财富500强企业已经率先成为云计算技术的用户群体，涵盖了物流、金融、制造、电信、能源等企业。据IBM官网报道，中国国家统计局目前正在全力打造安全、智慧的云计算中心，一些大型的医疗卫生机构也纷纷对云计算技术的虚拟化应用表示出浓厚的兴趣。

2 医疗信息网络服务平台的设计

基于云计算的软件服务模式有整合软硬件资源的优势，客户端要求较低，并且可以统一维护平台，根据这些特点，将云计算模式应用到医疗信息网络服务平台的建设上，可以最大限度的共享数据资源、节约建设运行成本，而且可以提高平台的负载能力，进一步降低系统的维护难度。

2.1 平台的总体框架

设计、构建和管理基于云计算的医疗信息网络服务系统，其组织架构采用了与传统网络构架类似的分层结构，主要分为三层：基础架构层、中间层和应用层。不同之处在于在各层中增加了一些增强型功能构件使之更适合云计算的特点，主要体现在：

①在基础架构层中云计算更强调基础设施即服务：IaaS

目前作为一个服务的IaaS产品在应用中已经存在很多，这些基础设施可以同时为海量用户的程序提供支持服务。一台实际物理设备如计算机或服务器等可以利用虚拟化技术变为多台虚拟设备，每台虚拟设备在逻辑上其CPU、存储器等物理资源都是各自独立的；同样虚拟化技术，还可以将多台实际设备虚拟成逻辑上独立运行的单一设备，而这台设备可以共享所有的硬件资源，其物理功能更加强大。

②在中间层云计算更加强调平台即服务：PaaS

该层主要需要解决设备的负载均衡与网络数据的流量控制问题。通过增加中间层功能构件，能够更加合理地分配核心资源的运行负载，进行流量控制可以保障系统的安全性和高效率。

③在应用层云计算更加强调平台即服务：SaaS。

各医疗单位或其他用户可以根据在云端定制自身需要的服务，世界各地的用户连接网络后通过浏览器就能方便快捷地使用云上运行的应用，消除了各单位独立构建和维护基础设施、应用软件的费用。

在医疗信息网络服务平台中应用云技术，其核心思想是使用虚拟化的技术来实现服务器的整合，满足现有应用同时提供适应未来信息化发展的“医疗云”服务。虚拟化技术应用的模式主要有以下两种。

①单一资源的多个逻辑表示。

虽然只包含一个实际的物理资源，但逻辑上呈现在用户面前的却是多个资源，用户感觉自己是唯一使用这个虚拟资源的用户。优点是充分发挥这些高配置服务器的性能，将若干配置高但实际运行负载较低的服务器虚拟成多个逻辑服务器，避免资源浪费并降低维护复杂度，这是虚拟化技术使用最广泛的模式之一。

②多个资源的单一逻辑表示。

通过这种模式，可以有效利用多个配置较低的资源构建功能强大的虚拟资源，医疗信息网络服务平台中最典型的应用实例就是实现存储的虚拟化，组合若干分散的存储设备成为一个大型的单一存储设备，使用中用户如同在操作一个存储设备。另一个应用实例就是使用集群软件将多台独立服务器连接成一个服务器群，该服务器群作为一个逻辑个体为用户提供相应的服务，用户充分共享群上的数据或应用软件等所有资源。如果服务器群中的有个别服务器出现故障无法使用，相应的资源和应用程序将自动转移到其他可用的服务器。优点是利用多台低端服务器进行组合，从而实现与高配置服务器同样功能而无须再额外购置新设备。

我国目前主要使用的医疗信息系统，用户端需要不断升级硬件和软件才能享受更多的服务，云计算作为建立在网络基础设施上的一种新兴网络计算技术，已经成为信息化建设的重要组成部分，采用以上虚拟化技术搭建基于云的服务平台，对医疗信息化基础设施实现优化配置，可以大大提高基层医疗信息一体化建设的集约性，将是整个医疗信息化体系变革的新方向。在应用云计算后，大量的医疗数据资源都集中到了云端，用户端的资源配置将变得越来越简单。见图1。

图1 医疗信息网络服务平台总体框架

从医疗信息网络服务平台总体框架图可以看出：由于在平台设计中减少了软件，云计算的许多硬件服务器都是虚拟的，对终端使用设备的要求也不高，用户和医疗单位在使用时更加简便，医疗机构软硬件投资成本都会大大的降低，为各级医疗机构带来前所未有的低成本和高收益；另外由于云计算超大规模的计算和存储功能，医生可以随时随地利用电脑或移动终端设备查看患者的个人健康电子档案，为共享医疗信息提供了可能。医生也可以将自己的治疗方法保存在云端供全世界医疗人员共享，这种基于云计算的资源共享也为医院和患者节约了时间与金钱，当其他地方出现了类似的病例，就可以及时在云中共享信息，避免延误治疗。

2.2 平台研究的目标

平台可以发挥云计算高效、便捷、节约、透明的优势，为医疗信息化管理提供先进的网络技术服务，彻底解决原有网络管理中存在的信息孤岛、信息分散、部门分立、数据共享性差等弊端。通过多种形式的用户自定义，实现由特定功能开发向通用型功能需求的转变，开发适合医疗信息管理的私有云虚拟化功能管理模块，提高资源池中数据信息和其他硬件资源的利用率。为私有云技术与公有云技术的结合奠定基础，完善以功能需求分配系统能力和资源的体系结构，可以减少基础设施的重复建设，通过利用成熟的云计算应用开发平台，可以充分利用现有的Web应用资源，并提高系统开发的开源性和适用性。

3 结语

基于云计算的医疗信息网络服务平台充分发挥云计算高效、透明、节能、降耗等优势，探索适合中国医疗管理模式的云计算应用服务模式，为医疗管理提供先进的网络技术服务，从而彻底解决原有医疗网络管理中存在的信息孤岛等弊病。下一步的工作是通过实现由特定功能开发向通用型功能需求的转变，开发适合医疗管理的私有云功能模块，为私有云技术与公有云技术的有机结合奠定基础，逐步完善以功能需求分配系统能力和资源的框架结构。

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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）

泰安市科技发展计划课题（201430774-08）。