云環(huán)境下的個人健康檔案服務系統(tǒng)研究＊

張軍亮

（新鄉(xiāng)醫(yī)學院管理學院／衛(wèi)生信息資源研究中心，河南新鄉(xiāng)453003）

健康檔案信息對個人健康管理具有積極的意義。本文設計和構(gòu)建了云計算環(huán)境下的個人健康檔案云服務系統(tǒng)架構(gòu)，分析系統(tǒng)實現(xiàn)過程中信息融合、信息共享、信息挖掘和信息的隱私和安全等方面的關(guān)鍵技術(shù)，以期對個人健康檔案云服務的理念、技術(shù)的更新和進步做出貢獻。

1 云環(huán)境下健康檔案管理概念

1.1 健康檔案管理概念及發(fā)展 國務院衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃中強調(diào)加強區(qū)域信息平臺建設，推動醫(yī)療衛(wèi)生信息資源共享。提高城鄉(xiāng)居民規(guī)范化電子健康檔案建檔率，2015年建檔率達到75%以上。向群眾提供連續(xù)的預防、保健、醫(yī)療、康復等系列服務，方便居民參與個人健康管理［1］。Markle基金會定義個人健康檔案作為一個電子系統(tǒng)，人們通過其能夠獲取、管理、共享自己的健康信息或者在一個私有、安全、保密環(huán)境下的授權(quán)人的健康信息［2］。姚志洪［3］依據(jù)檔案概念的內(nèi)涵，結(jié)合個人健康的特點對其進行定義：“健康檔案指人們過去和現(xiàn)在與健康有關(guān)，有保存價值的各種文字、圖表、聲像等不同形式的歷史記錄，由檔案信息和記錄檔案的載體組成”。個人健康檔案以個人健康為核心，通過多種手段收集、組織和管理健康信息，并服務于個人的健康管理。世界各國政府都積極推進個人健康檔案的發(fā)展。美國2004年確立了絕大多數(shù)美國人擁有共享的電子健康檔案，2011年實施了“有意義使用”聯(lián)邦激勵項目促使醫(yī)療健康提供商必須能夠滿足個人健康檔案的要求［4］。中國于2009年實施了以《衛(wèi)生部關(guān)于規(guī)范城鄉(xiāng)居民健康檔案管理的指導意見》為指導的全民健康檔案計劃［5］。

1.2 云環(huán)境下健康檔案管理研究 個人健康檔案能夠滿足人們的自我健康管理和對患者的個性化管理［6］，引起國內(nèi)外學者積極地從理論、系統(tǒng)構(gòu)建以及實踐活動方面進行研究。Tang等［7］指出個人健康檔案系統(tǒng)能夠?qū)€人的健康數(shù)據(jù)、醫(yī)學知識和軟件工具有效地結(jié)合起來，使人們積極參與到自我的健康管理中。Ball等［8］形象地將個人健康檔案比作健康檔案銀行。Yamin等［9］研究表明數(shù)字鴻溝也是阻礙其發(fā)展的重要因素之一。國內(nèi)學者分析中國社區(qū)居民電子健康檔案應用中存在的優(yōu)勢、劣勢、機會及風險，以便促進個人健康檔案的應用，從而提高人們健康生活質(zhì)量［10-11］。有研究者利用云計算的軟硬件共享特點，提出了將個人健康檔案系統(tǒng)和云計算結(jié)合起來，并在健康數(shù)據(jù)標準、交換和評價方面進行測試［12-13］。Roelofsen等［14］將健康管理平臺應用對2型糖尿病患者管理中，表明系統(tǒng)能夠使患者參與到整個治療過程，并減少醫(yī)護人員的工作量。學者還將個人健康檔案管理應用于高血壓治療［15］、安全用藥［16］等方面，都能夠有效地提高治療質(zhì)量與醫(yī)療安全。個人健康檔案服務系統(tǒng)對個人來說，能夠隨時了解個人健康狀況，以便于調(diào)整個人的工作和生活；對于醫(yī)生來說，可以了解患者各階段健康信息，制定個性化治療方案；對衛(wèi)生部門來說，可以及時發(fā)現(xiàn)公眾衛(wèi)生健康方面的問題，以便于制定相應的決策。本文構(gòu)建了基于云計算的個人健康檔案模型，并詳細分析了系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

2 基于云計算的個人健康檔案服務系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 個人健康檔案的云計算服務架構(gòu) 美國國家標準與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）定義，云計算是用戶能夠按需、便捷地獲取網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和服務等各種資源（硬件和軟件）的IT 服務方式。云計算實質(zhì)上是將存儲、計算等資源進行虛擬的統(tǒng)一管理，用戶依據(jù)個人需求自助地、隨時隨地訪問和管理個人的信息資源。本文采用中國電子技術(shù)標準研究院的云計算概念模型構(gòu)架個人健康檔案的云計算服務架構(gòu)（圖1）。該服務平臺融合了云計算的基礎設施即服務（Infrastructure-as-a-Service，IaaS），平臺即服務（Platform-as-a-Service，PaaS），以及軟件即服務（Softwareas-a-Service，SaaS）3種模式，還有面向用戶的角色管理、授權(quán)管理、隱私管理和安全管理等服務模塊。

圖1 個人健康檔案的云計算服務架構(gòu)

2.2 個人健康檔案云服務系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 健康信息融合 健康信息融合是利用信息技術(shù)將個人不同時期的健康信息形成連續(xù)的健康信息，將分布在不同系統(tǒng)的健康信息資源整合到個人健康檔案云服務平臺中，進而消除信息孤島和孤立系統(tǒng)的煙囪健康信息。2009年衛(wèi)生部的《健康檔案基本架構(gòu)與數(shù)據(jù)標準》中健康檔案的基本內(nèi)容主要由個人基本信息和衛(wèi)生服務記錄兩部分組成［17］，個人基本信息包括人口學信息、社會經(jīng)濟學信息、社會關(guān)系信息、社會保障信息、基本健康信息等，衛(wèi)生服務記錄包括兒童保健、婦女保健、醫(yī)療服務、疾病管理、疾病預防等。這就造成信息內(nèi)容范圍比較廣，且需記錄個人一生中所有的健康狀態(tài)和事件信息，使得記錄健康信息的時間跨度比較大。個人健康信息的來源也比較廣泛，包括個人的預防、保健、醫(yī)療、康復等相關(guān)衛(wèi)生服務過程中形成的健康信息記錄，以及個人日常生活中健康信息記錄等。信息記錄包括不同醫(yī)院的門診病歷、住院病歷、成人健康檢查表和日常健康記錄，其中，病歷需要通過各個醫(yī)院HIS系統(tǒng)獲取，日常健康記錄是個人自己利用檢測設備記錄的相關(guān)健康信息。以上表明個人健康檔案信息散亂地分布在不同的系統(tǒng)。健康信息的結(jié)構(gòu)具有多樣性，包括文本形式的醫(yī)院門診和住院病歷、醫(yī)囑和病程，數(shù)據(jù)形式的生物醫(yī)學化驗，多媒體的超聲波、核磁等設備獲取的影像及其對應的輔診醫(yī)生出具的文字報告，以及同醫(yī)生交流的有關(guān)電子文檔等信息。實現(xiàn)健康檔案云服務平臺的信息融合需要在信息采集和信息組織中采用統(tǒng)一的、標準的頂層設計。在信息采集階段，云服務平臺針對不同健康信息采集設備，系統(tǒng)自適應地應用SaaS平臺為其提供不同的采集軟件，將其信息轉(zhuǎn)存到云存儲服務器。信息組織是將用戶的健康信息進行有序化處理，它是進行整個云服務平臺運行的基礎。在信息組織階段，制定全國統(tǒng)一、科學合理、滿足不同用戶需求、靈活適用的健康檔案數(shù)據(jù)標準，參照國內(nèi)的《中國公共衛(wèi)生信息分類與基本數(shù)據(jù)集》、《社區(qū)衛(wèi)生信息技術(shù)標準研究技術(shù)》、《醫(yī)院基本數(shù)據(jù)集》、《社區(qū)衛(wèi)生基本數(shù)據(jù)集》、《中國公共衛(wèi)生信息分類與基本數(shù)據(jù)集》和國際上的衛(wèi)生信息交換標準HL-7、國際疾病分類IDC-10，以及電子健康檔案的ISO／ENI3606等相關(guān)的標準制定統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)。我國的衛(wèi)生計生委2013年11月起草了《人口健康信息管理辦法（試行）》［18］規(guī)范人口健康信息的收集、管理和共享利用，保障信息安全。信息融合要求云服務平臺的SaaS為用戶提供采集不同健康信息軟件及接口，并參照系統(tǒng)元數(shù)據(jù)規(guī)范將采集到的信息存儲到云服務平臺的Iaas服務器。

2.2.2 健康信息共享 健康信息共享是個人健康檔案服務系統(tǒng)用戶在自愿、平等、互惠的基礎上，采用各種信息技術(shù)實現(xiàn)健康信息資源的合作、協(xié)作和相互協(xié)調(diào)，以最大限度支撐用戶對健康信息的需求。健康信息共享關(guān)系包括個人用戶之間、個人與醫(yī)生、醫(yī)生之間以及個人與衛(wèi)生服務部門和服務部門之間的關(guān)系。個人利用新型的信息技術(shù)（微博、微信、博客）等自覺地組成構(gòu)建不同的社會網(wǎng)絡，實現(xiàn)個人在健康保健、疾病治療和康復方面進行交流和共享信息。醫(yī)生利用信息技術(shù)可以實現(xiàn)遠程診療的協(xié)作、治療方案的共享和技術(shù)交流。醫(yī)療服務部門通過共享信息資源，實現(xiàn)有限醫(yī)療資源的協(xié)同服務，醫(yī)療衛(wèi)生人才資源、醫(yī)療信息資源共享、醫(yī)療資源的共享和藥物不良反應監(jiān)測結(jié)果共享，從而實現(xiàn)優(yōu)勢互補，提高資源的利用率和效益。個人健康檔案云服務系統(tǒng)實現(xiàn)在患者、醫(yī)生、醫(yī)院、保險和醫(yī)療服務部門間搭建一座健康信息資源共享的互動平臺，并為用戶提供聯(lián)合健康信息咨詢服務、一站式服務等。健康信息共享就是個人健康檔案云服務中的所有用戶依據(jù)各自的角色享受PaaS提供的服務，進而共享IaaS中的健康信息資源。

2.2.3 健康信息挖掘 個人健康檔案云服務系統(tǒng)中的信息量具有持續(xù)、大量增長的特性，且數(shù)據(jù)之間的關(guān)系比較復雜，健康信息挖掘?qū)⑦@些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有用的信息和知識。健康信息挖掘就是利用關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類分析、異常分析、特異群組分析和演變分析等數(shù)據(jù)挖掘方法發(fā)現(xiàn)健康知識，為用戶進行決策分析提供依據(jù)和推薦相關(guān)的健康服務信息。健康信息的關(guān)聯(lián)分析是通過發(fā)現(xiàn)疾病和其并發(fā)癥之間以及疾病和特定環(huán)境（個人生活習慣、周圍自然環(huán)境）之間的相互關(guān)系，云服務平臺通過這些關(guān)系對患者疾病和公共衛(wèi)生事件進行預測，為用戶及時提出預警和警示等相關(guān)信息。健康信息的演變分析是將疾病在形成、治療和康復過程中的動態(tài)生命體征作為主要研究對象，對疾病發(fā)展進行動態(tài)跟蹤研究，為醫(yī)生決策提供機會和風險評估方法的總和。健康信息的分類、聚類分析方法可以實現(xiàn)對云服務平臺中的個人健康信息有序化，從而為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高效的服務。健康信息挖掘的過程：（1）利用SaaS中的軟件在IaaS中的健康信息資源中抽取知識；（2）再利用其指導用戶；（3）通過PaaS為用戶提供相應的健康信息服務。

2.2.4 健康信息隱私和安全 目前網(wǎng)絡環(huán)境下，信息管理系統(tǒng)中的信息隱私和安全問題仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。個人健康信息的隱私和安全需要通過法律、公民道德和技術(shù)等多方面的手段來保障。在法律方面，劉俊武［19］分析我國個人信息保護現(xiàn)狀，指出個人信息保護的法律法規(guī)內(nèi)容分散、層級偏低，有必要制定專門的“公民個人信息保護法”，依法對個人信息進行嚴密的監(jiān)控和保護。在道德方面，要求系統(tǒng)的用戶在應用數(shù)據(jù)時，依據(jù)行業(yè)道德規(guī)范來約束各自的行為。在技術(shù)方面，主要利用角色后管理、授權(quán)管理和信息安全技術(shù)等來實現(xiàn)。角色管理是系統(tǒng)針對平臺不同的用戶分配不同角色，實現(xiàn)對健康信息不同操作和管理，如個人可以實現(xiàn)對本人所有的健康信息進行組織和管理；科研機構(gòu)在沒有獲得本人授權(quán)的情況下，系統(tǒng)自動隱藏個人的基本信息，對健康進行分析研究。授權(quán)管理是個人將對健康信息處理的某項權(quán)利授予相關(guān)人員，以便于其能夠?qū)ζ鋫€人健康檔案信息瀏覽和管理等相關(guān)操作。信息安全技術(shù)包括建立物理防火墻、加密和數(shù)字水印等。

綜上所述，個人健康檔案作為一種重要的健康管理方法，本文結(jié)合云計算技術(shù)，構(gòu)架了個人健康檔案信息資源管理、共享云服務系統(tǒng)。文中還對云服務平臺構(gòu)架中信息融合、信息共享、信息挖掘，以及信息安全和隱私等關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細闡述，并分析這些技術(shù)在IaaS、PaaS和SaaS中數(shù)據(jù)的管理和之間的關(guān)聯(lián)。本文以期對我國醫(yī)療衛(wèi)生信息化的理念、技術(shù)的更新和進步做出貢獻。

［1］ 中國政府網(wǎng).國務院關(guān)于印發(fā)衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃的通知［EB／OL］.（2012-10-19）［2013-12-10］.http：／／www.gov.cn／zwgk／2012-10／19／content＿2246908.htm.

［2］ Personal health working group，Markle connecting for health.The personal health working group final report［R］.New York：Markle Foundation，2003：1-5.

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［5］ 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.衛(wèi)生部關(guān)于規(guī)范城鄉(xiāng)居民健康檔案管理的指導意見［EB／OL］.（2009-12-03）［2013.12.10］http：／／www.nhfpc.gov.cn／jws／s3581r／200912／5d5c801d722348fcb5afd1aaa8cfa5ac.shtml.

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［18］ 國務院法制辦公室.國家衛(wèi)生計生委關(guān)于《人口健康信息管理辦法（試行）》（征求意見稿）公開征求意見的通知［EB／OL］.（2013-11-09）［2013-12-10］.http：／／www.chinalaw.gov.cn／article／cazjgg／201311／20131100393559.shtml.

［19］ 劉俊武.筑牢個人信息的安全防線［N］.人民法院報，2013-8-14（2）