醫(yī)院虛擬化信息技術(shù)的作用及發(fā)展探討

摘要：目的 對(duì)醫(yī)院在 IT基礎(chǔ)建設(shè)過(guò)程中采用虛擬化信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其意義進(jìn)行探討。方法 對(duì)醫(yī)院在信息系統(tǒng)建設(shè)方面的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)，來(lái)探討醫(yī)院 IT 基礎(chǔ)建設(shè)中存在的成本居高不下和投入不足，以及相關(guān)業(yè)務(wù)缺乏連續(xù)性實(shí)際狀況。結(jié)果 在醫(yī)院的 IT 基礎(chǔ)建設(shè)過(guò)程中，以及醫(yī)院信息系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，虛擬化技術(shù)起到促進(jìn)和保障作用。結(jié)論 在國(guó)內(nèi)醫(yī)院 IT的推廣應(yīng)用過(guò)程中，離不開(kāi)虛擬技術(shù)的有效參與。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院虛擬化；信息技術(shù)；發(fā)展

1國(guó)內(nèi)醫(yī)院IT系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1成本高、效益低、運(yùn)行維護(hù)難 按些年來(lái)，國(guó)內(nèi)醫(yī)院在IT應(yīng)用方面均都存在服務(wù)器無(wú)序擴(kuò)張、應(yīng)用空間不斷膨脹、用電量以及和人力成本居高不下的問(wèn)題。由于具有高技能的IT人才資源有限，以及人才成本的高漲，導(dǎo)致醫(yī)院信息管理系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)管理的成本持續(xù)上升。而醫(yī)院內(nèi)的傳統(tǒng)資源、各種新型智能化醫(yī)療設(shè)備所產(chǎn)生的大量信息和數(shù)據(jù)又必須得到有效存儲(chǔ)、管理和共享，以及保障信息和數(shù)據(jù)的安全。

信息化建設(shè)的推進(jìn)促進(jìn)了醫(yī)療質(zhì)量的提升，患者的滿(mǎn)意度在持續(xù)提升，與此相伴，醫(yī)院也產(chǎn)生了許多的問(wèn)題。醫(yī)院門(mén)診由于患者數(shù)量以及業(yè)務(wù)量在持續(xù)攀升，全程醫(yī)院的業(yè)務(wù)系統(tǒng)負(fù)載也在持續(xù)增加；醫(yī)院新的功能樓宇建成、也擴(kuò)大了住院床位，導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)負(fù)載增加。 業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量提出了更高要求。醫(yī)院信息系統(tǒng)通常采用的是專(zhuān)用服務(wù)器，因此，每套軟件系統(tǒng)都應(yīng)對(duì)應(yīng)一臺(tái)或多臺(tái)專(zhuān)用服務(wù)器。

1.2系統(tǒng)不穩(wěn)定，業(yè)務(wù)不連續(xù) 醫(yī)用軟件種類(lèi)繁多，IT設(shè)備在布局上又十分分散，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題，均可能使工作量大幅上升，而問(wèn)題得不到及時(shí)處理，又會(huì)對(duì)醫(yī)療質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在醫(yī)院的所有診室均配備了診斷用的臺(tái)式機(jī)，在臺(tái)式機(jī)發(fā)生故障后，設(shè)備管理員應(yīng)立刻著手進(jìn)行系統(tǒng)配置，如硬件損壞應(yīng)立刻更換。通常需要12h～1d的時(shí)間才能使發(fā)生故障的計(jì)算機(jī)重新恢復(fù)正常運(yùn)行。而醫(yī)院配備的設(shè)備管理員數(shù)量有限，大型醫(yī)院的設(shè)備數(shù)量多，使用人數(shù)也多，一旦出現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)故障，恢復(fù)時(shí)間必定很長(zhǎng)，可能對(duì)診療的效率及質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1.3虛擬化技術(shù)不可或缺 采用虛擬化技術(shù)，可為醫(yī)院的各類(lèi) IT 設(shè)備和應(yīng)用提供廣泛性平臺(tái)。虛擬化技術(shù)既能夠使 IT 基礎(chǔ)設(shè)施提高運(yùn)行性能，又可為未來(lái)的IT功能拓展奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。采用虛擬化技術(shù)，可使醫(yī)院內(nèi)配置的 IT 系統(tǒng)架構(gòu)突破硬件的限制，有效整合系統(tǒng)內(nèi)的全部資源，使系統(tǒng)資源得到有效共享，發(fā)揮\"隨時(shí)性、滿(mǎn)足需要性、和隨意改變性\"的強(qiáng)大功能。

2虛擬化概念

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，虛擬化指的是計(jì)算元件運(yùn)行于虛擬基礎(chǔ)之上，而非運(yùn)行于真實(shí)基礎(chǔ)之上。 采用虛擬化技術(shù)，能夠有效擴(kuò)展硬件容量，使軟件的重新配置流程得到簡(jiǎn)化。利用虛擬化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)單 CPU 對(duì)多 CPU 運(yùn)行的模擬，可以在一個(gè)平臺(tái)之上同時(shí)運(yùn)行若干個(gè)操作系統(tǒng)。而且，可實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用程序在獨(dú)立空間運(yùn)行，互不干擾，使計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率顯著提升。采用虛擬化技術(shù)具有巨大的優(yōu)越性，如可有效降低軟件成本，為更多操作系統(tǒng)提供支持平臺(tái)。虛擬化技術(shù)如今主要應(yīng)用于服務(wù)器、操作系統(tǒng)、桌面、應(yīng)用和配置文件的虛擬化領(lǐng)域。

3虛擬化技術(shù)在醫(yī)院的應(yīng)用及效果分析

3.1優(yōu)化數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)架構(gòu) 建設(shè)數(shù)字化醫(yī)院，采用虛擬化技術(shù)能夠使硬件系統(tǒng)同最新的軟件系統(tǒng)相匹配，同時(shí)可有效提高硬件的效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，并優(yōu)化傳統(tǒng) IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。采用虛擬化技術(shù)可在高性能服務(wù)器上構(gòu)建若干虛擬系統(tǒng)，在一個(gè)虛擬平臺(tái)上可同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行信息系統(tǒng)，網(wǎng)站、中央管理、內(nèi)網(wǎng)安全和其他服務(wù)器，以及域控制器等。虛擬化技術(shù)打破了傳統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)同服務(wù)器的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用虛擬技術(shù)，只需幾臺(tái)服務(wù)器就可達(dá)到傳統(tǒng)數(shù)十臺(tái)服務(wù)器的強(qiáng)大功能，使硬件成本得到極大降低。若原有服務(wù)器性能較高，可不用增添新服務(wù)器就能實(shí)現(xiàn)增加新的應(yīng)用系統(tǒng)的目的，只需在原來(lái)的服務(wù)器上構(gòu)建出一個(gè)或若干個(gè)虛擬機(jī)，就可運(yùn)行新的應(yīng)用系統(tǒng)。

虛擬化技術(shù)既可整合服務(wù)器，也可事例存儲(chǔ)系統(tǒng)，有效減少存儲(chǔ)成本，提高存儲(chǔ)效率。 最初對(duì)虛擬機(jī)存儲(chǔ)進(jìn)行劃分，判斷實(shí)際使用量時(shí)，可能出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致日后虛擬機(jī)在存儲(chǔ)資源方面出現(xiàn)緊張，也可能導(dǎo)致存儲(chǔ)資源各不到有效利用。應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法解決類(lèi)似的問(wèn)題，采用虛擬化技術(shù)，當(dāng)虛擬機(jī)存儲(chǔ)資源被過(guò)量分配時(shí)，可被迅速發(fā)覺(jué)并得到回收，使存儲(chǔ)成本得到顯著降低，存儲(chǔ)空間得到有效優(yōu)化。

3.2促使醫(yī)院信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性

3.2.1可用性高，連續(xù)可操作 采用虛擬架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各主機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止預(yù)期外發(fā)生故障中斷。若支持應(yīng)用系統(tǒng)的物理服務(wù)器發(fā)生宕機(jī)，會(huì)被虛擬架構(gòu)當(dāng)中的另外物理服務(wù)器自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，另外物理服務(wù)器可立刻充當(dāng)\"替補(bǔ)\"，自動(dòng)開(kāi)啟相關(guān)服務(wù)。服務(wù)器在虛擬化后，可以業(yè)務(wù)資源平臺(tái)的角色，支持HIS系統(tǒng)、PACS/RIS系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)和Web系統(tǒng)的運(yùn)行，使醫(yī)院的 IT系統(tǒng)處于高可用狀態(tài)。

采用虛擬化技術(shù)后，醫(yī)院在進(jìn)行計(jì)劃停機(jī)時(shí)，可有效縮短甚至消除添置或更新服務(wù)器以及其他硬件所花費(fèi)的時(shí)間，還可防止出現(xiàn)重要服務(wù)發(fā)生意外關(guān)閉。虛擬化技術(shù)采用的是在線動(dòng)態(tài)資源平衡技術(shù)，在IT 系統(tǒng)增添硬件時(shí)，只需把新增硬件追加到資源池，就能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容目標(biāo)，而在這一過(guò)程國(guó)，原服務(wù)器支持應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行，原有的硬件系統(tǒng)也得到充分利用。

IT的正常運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)某一應(yīng)用系統(tǒng)所需資源發(fā)生短缺。而采用虛擬技術(shù)則可有效解決此類(lèi)問(wèn)題。利用動(dòng)態(tài)資源平衡技術(shù)可對(duì)全部物理服務(wù)器所處運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)某臺(tái)虛擬機(jī)由于占用過(guò)多硬件資源而造成物理服務(wù)器的硬件資源短缺時(shí)，占用硬件資源相對(duì)較少的服務(wù)器將會(huì)虛擬架構(gòu)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)通過(guò)在線方式將占用資源過(guò)量的虛擬機(jī)及時(shí)遷移到占用資源較少的物理服務(wù)器上。利用動(dòng)態(tài)資源平衡技術(shù)，可使醫(yī)院實(shí)用的 IT 系統(tǒng)時(shí)刻處在最佳狀態(tài)，避免出現(xiàn)物理服務(wù)器發(fā)生意外宕機(jī)事件，使 IT 架構(gòu)處于高可用狀態(tài)。

3.2.2容錯(cuò)方案與容災(zāi)方案 ①恢復(fù)日常備份和應(yīng)用系統(tǒng)。采用虛擬化技術(shù)，使得醫(yī)院內(nèi)的所有應(yīng)用系統(tǒng)都運(yùn)行于虛擬機(jī)之中。利用虛擬機(jī)具有的快照功能，可使得醫(yī)院內(nèi)的的應(yīng)用系統(tǒng)具備容錯(cuò)功能。運(yùn)用計(jì)劃任務(wù)每天對(duì)所有服務(wù)器都分別做一個(gè)相應(yīng)快照。在某一應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，利用快照功能使應(yīng)用系統(tǒng)有效恢復(fù)至出錯(cuò)前狀態(tài)?？煺盏膫浞輰?duì)象中虛擬機(jī)的增量部分，所以具有速度快的特點(diǎn)，同時(shí)可按需要對(duì)后續(xù)備份進(jìn)行刪除處理，還原至前快照點(diǎn)。②復(fù)制和恢復(fù)異步文件。采用虛擬化技術(shù)可滿(mǎn)足醫(yī)院本地容錯(cuò)的需求：通過(guò)醫(yī)院主站點(diǎn)某臺(tái)服務(wù)器連接至一臺(tái)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的物理服務(wù)器，然后將虛擬機(jī)備份至準(zhǔn)備好的存儲(chǔ)介質(zhì)當(dāng)中。若醫(yī)院主站點(diǎn)與容災(zāi)站點(diǎn)的存儲(chǔ)都發(fā)生故障，利用備份虛擬機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的恢復(fù)；在某一虛擬機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，同樣可利用備份虛擬機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，以確保本地?cái)?shù)據(jù)具有容災(zāi)和容錯(cuò)能力。將虛擬主機(jī)和存儲(chǔ)虛擬機(jī)的共享存儲(chǔ)都部署于主站點(diǎn)及容災(zāi)站點(diǎn)，采用某個(gè)虛擬化管理軟件對(duì)主站點(diǎn)和容災(zāi)站點(diǎn)上的虛擬主機(jī)和虛擬機(jī)進(jìn)行管理。

3.2.3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理 在醫(yī)院采用虛擬化技術(shù)之后，利用自助式服務(wù)進(jìn)行虛擬架構(gòu)的配置，通過(guò)自定制虛擬機(jī)模板創(chuàng)建虛擬機(jī)系統(tǒng)并進(jìn)行有效部署，以降低管理成本。管理員通過(guò)工作流編輯器進(jìn)行新工作流的創(chuàng)建，通過(guò)結(jié)合行動(dòng)和自制腳本的加入，使所有任務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。而且，具有的故障轉(zhuǎn)移功能使得主站點(diǎn)與備份站點(diǎn)間具有容錯(cuò)能力，使得基礎(chǔ)設(shè)施具有容錯(cuò)功能，虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)迅速恢復(fù)。可降低高可用性成本，為全部虛擬機(jī)提供具有無(wú)限制性的連續(xù)性支持。

在日常管理過(guò)程中，管理員利用圖形化管理軟件，管理整個(gè)架構(gòu)，管理內(nèi)容包括：性能和基礎(chǔ)架構(gòu)中核心資源（其中包括CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)及網(wǎng)絡(luò)）的監(jiān)控、以及容量規(guī)劃。通過(guò)這種管理方式能夠直觀觀察到架構(gòu)的運(yùn)行情況， 還能夠通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)與專(zhuān)家建議系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)有檢測(cè)、問(wèn)題診斷以及問(wèn)題解決，包括可用性問(wèn)題與性能問(wèn)題，對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的容量進(jìn)行優(yōu)化，并使性能得到改善，資源得到有效利用。管理員還可把該管理工具同應(yīng)用的監(jiān)控工具進(jìn)行整合，對(duì)現(xiàn)有架構(gòu)實(shí)施監(jiān)控。

4結(jié)論

利用虛擬化技術(shù)可有效整合 IT 資源，使數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、各類(lèi)服務(wù)器、數(shù)據(jù)以及其他物理設(shè)備之間的障礙被打破，降低了動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)的運(yùn)行成本，提升了架構(gòu)運(yùn)行的高彈性與運(yùn)行的靈活性。目前國(guó)內(nèi)醫(yī)院開(kāi)展虛擬化技術(shù)應(yīng)用的還不多，絕大部分醫(yī)院尚未制定出虛擬化技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，僅有 16%的醫(yī)院制定出構(gòu)建虛擬服務(wù)器的規(guī)劃，并于 2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)醫(yī)院的通過(guò)虛擬化技術(shù)來(lái)促進(jìn)信息化建設(shè)仍任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈平，袁瑛.一種基于虛擬化技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化校園方案[J].科技資訊，2012（02）.

[2]劉剛.服務(wù)器虛擬化技術(shù)[J].硅谷，2012（15）.

[3]潘傳迪.用虛擬化技術(shù)構(gòu)建醫(yī)院園區(qū)網(wǎng)絡(luò)[J].中國(guó)醫(yī)院，2012（02）.

編輯/王海靜