云計(jì)算下大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

張勇

摘 要： 針對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)療共享平臺(tái)一直存在醫(yī)療信息共享效率低、共享量差的問題，提出并設(shè)計(jì)了云計(jì)算下基于集成技術(shù)的大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)。在分析大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)必要性的基礎(chǔ)上，引入集成技術(shù)，分析網(wǎng)絡(luò)接入方式，選取適合的連接方式，構(gòu)建基于集成技術(shù)的大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用改進(jìn)平臺(tái)在對(duì)大型醫(yī)療信息進(jìn)行共享時(shí)，其共享效率及共享量，相比傳統(tǒng)共享平臺(tái)，具有一定程度的提高，實(shí)用性較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞： 云計(jì)算； 集成技術(shù)； 醫(yī)療信息； 共享平臺(tái)； 共享效率； 網(wǎng)絡(luò)接入

中圖分類號(hào)： TN915?34； TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）16?0179?04

Abstract： As the traditional medical sharing platform has long?existing problems of low sharing efficiency and small sharing amount of medical information， a large?scale medical information sharing platform under cloud computing is proposed and designed based on the integration technology. On the basis of analyzing the design necessity of the large?scale medical information sharing platform， the integration technology is introduced， the network access mode is analyzed， and the appropriate connection mode is selected， so as to construct the large?scale medical information sharing platform based on the integration technology. The experimental results show that in comparison with the traditional sharing platform， the improved platform has better sharing efficiency and larger sharing amount in large?scale medical information sharing， which has strong practicability.

Keywords： cloud computing； integration technology； medical information； sharing platform； sharing efficiency； network access

目前已有多家醫(yī)院各自建立了較為完善的醫(yī)療信息系統(tǒng)，大型醫(yī)院甚至建立了醫(yī)學(xué)圖像存檔與通信系統(tǒng)[1]。對(duì)醫(yī)療信息進(jìn)行共享是在相同區(qū)間里不同層次、不同醫(yī)療部門的信息化系統(tǒng)間，醫(yī)療信息及設(shè)備的溝通及應(yīng)用，方便更準(zhǔn)確地進(jìn)行醫(yī)療信息的分配，降低醫(yī)療投入，增加醫(yī)療質(zhì)量和設(shè)備的使用率，防止醫(yī)療資源的浪費(fèi)[2]。雖然經(jīng)過一定時(shí)間的研究，大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)的建設(shè)方面得到了明顯的功效，但不一樣的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，醫(yī)療信息資源系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，醫(yī)療信息系統(tǒng)還沒有全部達(dá)到共享。因此，建立新的醫(yī)療信息共享平臺(tái)是現(xiàn)在醫(yī)療數(shù)據(jù)能夠及時(shí)處理的最有效手段，同時(shí)還能滿足對(duì)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的及時(shí)研究。近幾年提出的云計(jì)算技術(shù)是一種新的服務(wù)模式、運(yùn)行形式及體系，也是一種合理的組織及完全使用醫(yī)療信息的平臺(tái)[3]。在云計(jì)算下構(gòu)建一個(gè)新的醫(yī)療信息共享平臺(tái)，對(duì)于改善我國目前醫(yī)療環(huán)境具有重要意義。傳統(tǒng)共享平臺(tái)主要采用文檔對(duì)象模型（DOM）生成基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）的病歷文檔，通過瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式提供電子病歷的網(wǎng)絡(luò)訪問，達(dá)到信息共享的目的。但該方法存在共享信息收到閱讀環(huán)境的影響，存在共享精度低的問題。對(duì)此，在云計(jì)算下提出并設(shè)計(jì)了基于集成技術(shù)的大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)。

1 醫(yī)療信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)必要性分析

云計(jì)算下大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)可連接特定區(qū)域內(nèi)的主要大型醫(yī)院、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等醫(yī)療信息系統(tǒng)，將所有信息進(jìn)行整合。患者在某一家醫(yī)院進(jìn)行就診的記錄通過該平臺(tái)可使其他醫(yī)院的醫(yī)生進(jìn)行查詢、閱讀時(shí)，醫(yī)生能在短時(shí)間內(nèi)獲得患者所有的就診資料。這不僅提高了醫(yī)生的工作效率，還可以降低患者的就診成本，減少不必要的檢查項(xiàng)目，使醫(yī)療資源緊張的情況得以緩解。云計(jì)算下大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)能夠解決當(dāng)前醫(yī)療信息共享存在的問題，具體體現(xiàn)在：

1） 統(tǒng)一的交互平臺(tái)。目前，在我國大部分醫(yī)院中，醫(yī)院的信息系統(tǒng)只由醫(yī)院自身進(jìn)行使用和控制，各醫(yī)院的信息系統(tǒng)架構(gòu)差別較大，整體上看是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體。這些系統(tǒng)的隔離導(dǎo)致了患者信息的隔離、醫(yī)院間交互的隔離。通過建設(shè)大型醫(yī)院信息共享平臺(tái)可將區(qū)域內(nèi)所有醫(yī)療機(jī)構(gòu)的信息進(jìn)行匯總，形成統(tǒng)一格式的信息，使其他醫(yī)院可以對(duì)其進(jìn)行訪問和共享[4]。這可以使各個(gè)醫(yī)院的服務(wù)水平得到顯著提高，使患者得到更好的治療和服務(wù)。

2） 安全可靠的醫(yī)療信息存儲(chǔ)。各大型醫(yī)院的醫(yī)療系統(tǒng)中都存放著大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涉及到患者的隱私，保證這些信息的安全是系統(tǒng)使用的重中之重[5]。目前由于醫(yī)院的信息系統(tǒng)都在各自進(jìn)行維護(hù)，需要很大的維護(hù)成本。而使用大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)可以很好的解決這一問題，大范圍內(nèi)的所有醫(yī)療信息都存放在云平臺(tái)中，信息的安全將由專業(yè)的維護(hù)人員進(jìn)行管理，各大型醫(yī)院無需再配備人力、財(cái)力用于醫(yī)療信息系統(tǒng)的維護(hù)工作，加大了醫(yī)療信息安全性。

3） 合理分配和利用醫(yī)療資源。由于我國各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的不均衡，導(dǎo)致了各地區(qū)醫(yī)療信息分配的不均衡。大部分醫(yī)療信息都集中在大城市的大型醫(yī)院中，而偏遠(yuǎn)山區(qū)和農(nóng)村地區(qū)確無相應(yīng)資源匹配。這就使有條件的患者都集中到了大型醫(yī)院中，使這些地區(qū)的資源更加緊張，而偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者卻無法得到相應(yīng)的醫(yī)療服務(wù)[6]。云計(jì)算下大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)可使醫(yī)生通過信息共享及在線協(xié)助等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，為無條件的患者提供所需的醫(yī)療服務(wù)，這在一定程度上解決目前看病難、看病貴等問題。

通過以上分析，可以看出建設(shè)大型醫(yī)療信息工程平臺(tái)可以在多方面改變我國醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)現(xiàn)狀，其積極作用顯而易見，因此建設(shè)大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)具有一定的必要性。

2 云計(jì)算下大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 集成技術(shù)分析

大型醫(yī)療信息化是為了加快醫(yī)療資源在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享，增加醫(yī)療服務(wù)利用率。而大型醫(yī)療信息共享中使用的集成技術(shù)主要由知識(shí)集成、資源集成、信息集成及服務(wù)集成四部分組成，其中資源集成及信息集成尤為重要。對(duì)此，在云計(jì)算下，建立基于集成技術(shù)的大型醫(yī)療信息共享系統(tǒng)，能過實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源、藥品、信息的全部集成和共享，達(dá)到醫(yī)療供給及醫(yī)療需求的精確分配及準(zhǔn)確、個(gè)性化的醫(yī)療服務(wù)[7]，如圖1所示。

信息集成：隨著信息化的發(fā)展，大型醫(yī)療信息的爆炸式增加，醫(yī)療信息急需集成處理。大型醫(yī)療信息具有以下特性：第一，信息量巨大。每一次醫(yī)療事故都會(huì)產(chǎn)生醫(yī)療記錄和信息，每年都有一定數(shù)量的增長，2017年全球醫(yī)療信息規(guī)模約為19 800 PB；第二，類型多樣。大型醫(yī)療信息一般包括結(jié)構(gòu)化信息表、非結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療信息文本、醫(yī)療影像等多個(gè)信息種類[8]；第三，信息流轉(zhuǎn)快。醫(yī)療信息的形成及流轉(zhuǎn)的速度較快，醫(yī)療信息的聚集、醫(yī)療系統(tǒng)的集成性較高，醫(yī)療急救、臨床等信息處理需求，增加了醫(yī)療信息的形成及流轉(zhuǎn)。

資源集成：醫(yī)療資源有醫(yī)院設(shè)備、藥品、信息系統(tǒng)、醫(yī)生等資源，大型醫(yī)療信息要在最大程度上集成醫(yī)療資源，達(dá)到醫(yī)療體系里資源共享的目的，把網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)、臨床信息、設(shè)備、醫(yī)生、藥品、醫(yī)療方案等資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并把各資源轉(zhuǎn)變成醫(yī)療云信息共享資源，達(dá)到醫(yī)療資源的共享[9]。現(xiàn)在的醫(yī)療信息共享系統(tǒng)，以醫(yī)院等服務(wù)機(jī)構(gòu)為重點(diǎn)，建立組織間的資源共享、信息互聯(lián)的機(jī)制，要有較高的集成性能，還要完善組織合作的資源共享機(jī)制，達(dá)到資源按需分配、按需使用的目的。

知識(shí)集成與服務(wù)集成：一次醫(yī)療診斷和醫(yī)療服務(wù)需要各領(lǐng)域的醫(yī)療專家及工作人員的共同處理。在醫(yī)療知識(shí)這種多領(lǐng)域、多維度去協(xié)同劃分處理的基礎(chǔ)上，需要對(duì)醫(yī)療知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則與共有屬性的集成，完善及更新醫(yī)療知識(shí)庫[10]。在服務(wù)集成方面，現(xiàn)有的醫(yī)療效率及醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量較低，缺少共享平臺(tái)，多數(shù)以分散自治為主。不同的醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)，醫(yī)療體系流程不同，各系統(tǒng)及部門之間多為獨(dú)立，就診過程復(fù)雜，大幅度地減少了醫(yī)療質(zhì)量及就醫(yī)效率。

2.2 接入方式的選擇

在分析醫(yī)療信息集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其與平臺(tái)的接入方式進(jìn)行選取。而共享平臺(tái)的重點(diǎn)是通過網(wǎng)絡(luò)連接形式將醫(yī)院的局域網(wǎng)接入到信息共享平臺(tái)網(wǎng)，連接大型醫(yī)院和共享平臺(tái)?，F(xiàn)有的接入方式重點(diǎn)包括有線接入網(wǎng)、無線接入網(wǎng)。而根據(jù)不一樣的需求、實(shí)際狀況，平臺(tái)對(duì)接入網(wǎng)方式進(jìn)行選擇，如：微波固定無線接入、光纖接入、ADSL/LAN方式。對(duì)此3種形式進(jìn)行對(duì)比，確定本文平臺(tái)接入方式，結(jié)果如表1所示。

通過比較，可以看出3種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，其中采用光纖建設(shè)網(wǎng)絡(luò)將得到穩(wěn)定的寬帶線路，具有網(wǎng)絡(luò)容量大、速度快、損耗小等優(yōu)勢(shì)，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選。

2.3 改進(jìn)醫(yī)療信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的共享平臺(tái)主要由5個(gè)子系統(tǒng)功能模塊組成，分別為用戶界面子模塊、信息管理子模塊、信息共享子模塊、圖像處理子模塊、圖像傳輸子模塊。

用戶界面子模塊：此模塊是用戶與平臺(tái)進(jìn)行交互的主模塊，經(jīng)過用戶界面子模塊，就能和后臺(tái)信息交流，訪問數(shù)據(jù)庫資源，用戶也能夠經(jīng)過此模塊對(duì)所需查詢的醫(yī)學(xué)影像信息進(jìn)行處理、控制及查閱等。

圖像處理子模塊重點(diǎn)是把收集到的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行分析，對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)整、壓縮，并把醫(yī)學(xué)圖像特征進(jìn)行提取保存到信息庫中。信息管理子模塊重點(diǎn)是對(duì)醫(yī)學(xué)影像信息庫進(jìn)行維護(hù)，用戶能夠經(jīng)過數(shù)據(jù)庫管理子模塊達(dá)到對(duì)影像信息庫的改、查、增、刪等處理，還能對(duì)信息庫的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并形成工作日志。信息共享子模塊是大型醫(yī)療信息共享系統(tǒng)的最終目標(biāo)，為了達(dá)到醫(yī)療信息共享的目的，需提供醫(yī)療信息查詢功能，用戶能夠經(jīng)過輸入對(duì)應(yīng)的查詢信息瀏覽自己所需影像信息。在此平臺(tái)中，用戶還能夠輸入就診時(shí)間、病人就醫(yī)號(hào)、病人病理等關(guān)鍵字進(jìn)行信息搜索。還能對(duì)大型醫(yī)療信息進(jìn)行特征匹配查詢，進(jìn)而獲得用戶所需的影像信息，達(dá)到醫(yī)學(xué)影像信息共享的目的。圖像傳輸子模塊：能通過用Windows標(biāo)準(zhǔn)的文件存儲(chǔ)格式對(duì)8 bit黑白和24 bit彩色圖像進(jìn)行傳輸，無法用現(xiàn)有的文件格式對(duì)12 bit黑白圖像進(jìn)行傳輸，也沒有任何標(biāo)準(zhǔn)的圖像瀏覽及讀取該形式的圖片只能按自定義的格式存放。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置

仿真實(shí)驗(yàn)所使用的軟硬件配置如下：

硬件平臺(tái)：Intel Core i5 處理器，8 GB DDR3內(nèi)存，2.2 GHz主頻。

軟件平臺(tái)：Windows 7 Home版32位操作系統(tǒng)，安裝Vmware 9的虛擬機(jī)，并設(shè)定實(shí)驗(yàn)用的環(huán)境，1個(gè)CPU，4 GB內(nèi)存，虛擬機(jī)上使用的操作系統(tǒng)為Ubuntu 12.04版本。

3.2 結(jié)果分析

為了驗(yàn)證改進(jìn)平臺(tái)在大型醫(yī)療信息共享方面的有效性及可行性，實(shí)驗(yàn)以文獻(xiàn)[10]平臺(tái)為對(duì)比，以共享率為指標(biāo)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2、圖3中實(shí)心圓為相同信息量下共享的醫(yī)療信息。由圖2、圖3可知，在信息量一定的情況下，采用文獻(xiàn)[10]平臺(tái)進(jìn)行大型醫(yī)療信息共享時(shí)，其共享率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，而逐漸發(fā)生變化，多數(shù)收到醫(yī)療自身系統(tǒng)的影響，共享量較少，對(duì)醫(yī)療信息的共享率較低，不適合醫(yī)療事業(yè)發(fā)展速度；采用改進(jìn)平臺(tái)時(shí)，其共享量隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而增加，共享率較高，對(duì)于醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有一定的幫助作用。

4 結(jié) 論

針對(duì)傳統(tǒng)平臺(tái)一直存在共享率較低、共享量較差的問題，提出并設(shè)計(jì)了云計(jì)算下基于集成技術(shù)的大型醫(yī)療信息共享平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用改進(jìn)平臺(tái)進(jìn)行大型醫(yī)療信息共享時(shí)，其共享量、共享率對(duì)比文獻(xiàn)[10]平臺(tái)具有一定程度的提高，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

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