基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)和應(yīng)用分析

林劍文　李瑞明　易福尚　吳柱坤　唐福龍

【摘要】? ? 在醫(yī)療行業(yè)，云計算技術(shù)的應(yīng)用場景極為豐富，合理利用云計算技術(shù)，可以突破醫(yī)療行業(yè)特別是基層醫(yī)院信息化建設(shè)的諸多壁壘。因此，文章以基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)為核心，闡述了基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)目標(biāo)，論述了基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)方案，并對基于云計算的醫(yī)院信息化應(yīng)用內(nèi)容進行了展望。

【關(guān)鍵詞】? ? 云計算? ? 醫(yī)院? ? 信息化建設(shè)

引言：

醫(yī)院是與大眾息息相關(guān)的機構(gòu)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)院信息化建設(shè)持續(xù)深入，不同類型科學(xué)技術(shù)與設(shè)備在醫(yī)院日常工作中發(fā)揮著功效，如電子病歷、辦公自動化等。作為信息化技術(shù)的重要組成部分，云計算的發(fā)展為醫(yī)院信息化體系的高效率運行提供了充足支持。這種情況下，以智慧醫(yī)院為建設(shè)目標(biāo)，在以往醫(yī)療信息化的基礎(chǔ)上，積極應(yīng)用云計算等新興技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型就成為醫(yī)院面臨的主要任務(wù)之一。

一、基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)目標(biāo)

作為傳統(tǒng)計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，云計算技術(shù)可以使用量為核心，按需求供應(yīng)便捷、可用的網(wǎng)絡(luò)訪問，在減少管理強度的同時，提高信息資源供給便捷度[1]?；诖耍卺t(yī)院信息化建設(shè)進程中，需要依托云計算技術(shù)應(yīng)用背景，整合現(xiàn)有硬件，更新技術(shù)，簡化程序，形成高可用、高可維護性、高可擴展、低成本的有效運行維護模式。

1.1更新技術(shù)

當(dāng)前醫(yī)院信息化數(shù)據(jù)管理技術(shù)與新的醫(yī)療模式存在偏差。在基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)過程中，應(yīng)適應(yīng)醫(yī)療衛(wèi)生體制深化改革需求，結(jié)合全國衛(wèi)生與健康大會關(guān)于進一步改善醫(yī)療服務(wù)行動計劃的要求，進行多種類別應(yīng)用的建設(shè)。并引入開放、相對主流的架構(gòu)，實現(xiàn)針對性服務(wù)接入。

1.2簡化程序

在多年的信息化建設(shè)進程中，縣級醫(yī)院已初步建成了以應(yīng)用為核心的醫(yī)院信息系統(tǒng)，終端應(yīng)用規(guī)模與服務(wù)器數(shù)量較多，大量數(shù)據(jù)運行對信息化管理平臺提出了更高的要求[2]?；诖?，在以云計算技術(shù)為支撐的信息化建設(shè)進程中，應(yīng)利用云計算云端存儲備份優(yōu)勢，簡化數(shù)據(jù)存儲備份程序，提高醫(yī)療數(shù)據(jù)管理效率。

1.3提高效率

在醫(yī)院信息化進程持續(xù)深化過程中，信息系統(tǒng)成為醫(yī)院內(nèi)部業(yè)務(wù)運行的主要支撐，多數(shù)業(yè)務(wù)流程的運行也需要信息系統(tǒng)服務(wù)驅(qū)動[3]?；诖?，在以云計算技術(shù)為支撐的醫(yī)院信息化建設(shè)過程中，應(yīng)依據(jù)安全性、穩(wěn)定性、有效性方針，提高支撐業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)RPO/RTO標(biāo)準(zhǔn)，合理進行業(yè)務(wù)系統(tǒng)劃分，滿足多類型業(yè)務(wù)高效率運作需求。

二、基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)方案

2.1架構(gòu)設(shè)置

從IT架構(gòu)上來看，基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)的核心是采用HyperMetro雙活技術(shù)+公有云構(gòu)成的醫(yī)院混合云。其中HyperMetro雙活技術(shù)主要負(fù)責(zé)部署私有云產(chǎn)品，為業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)絕對安全提供保障，規(guī)避故障導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷、數(shù)據(jù)丟失問題;而公有云則以云主機ECS、云對象存儲OBS為制衡，滿足遠(yuǎn)程醫(yī)療需求。同時根據(jù)醫(yī)院信息化建設(shè)需求以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)安全性、網(wǎng)絡(luò)性能需求差異，簡單地將業(yè)務(wù)系統(tǒng)劃分為核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)（20%）、非核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)（80%）。其中核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)安全性、網(wǎng)絡(luò)運行流暢性具有較高的要求，需要充分運用HyperMetro雙活技術(shù)、超融合技術(shù)、虛擬化技術(shù)，在醫(yī)院私有云上科學(xué)部署。如PACS系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)、HIS系統(tǒng)等;而非核心業(yè)務(wù)也可稱之為次重要、非重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以逐步向公有云上過渡，如停車管理系統(tǒng)、感染管理系統(tǒng)等[4]。

對于PACS系統(tǒng)與LIS系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求災(zāi)難恢復(fù)時間目標(biāo)——60min、重要系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)點目標(biāo)——60min，可以進行基于虛擬化的私有云部署。但是考慮到當(dāng)前縣級醫(yī)院服務(wù)器設(shè)計存在局限性，每次僅可運行一個操作系統(tǒng)，致使數(shù)據(jù)中心承擔(dān)著部署海量數(shù)據(jù)庫的重?fù)?dān)。加之每臺服務(wù)器容量利用率較低，影響了信息化建設(shè)進程。因此，可以依托醫(yī)院現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)備，利用虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)軟件模擬硬件。并進行虛擬計算機系統(tǒng)創(chuàng)建，滿足單臺服務(wù)器上運行多虛擬系統(tǒng)（操作系統(tǒng)+應(yīng)用）要求，減少50%以上的服務(wù)器、存儲配置，在降低造價的同時，奠定業(yè)務(wù)效率提升基礎(chǔ)。此外，虛擬化可以為災(zāi)難恢復(fù)、業(yè)務(wù)連續(xù)性提供支持，滿足系統(tǒng)對于服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全性的最有效控制要求[5]。

對于HIS系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)重要性核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)點目標(biāo)——零數(shù)據(jù)丟失以及業(yè)務(wù)需求災(zāi)難恢復(fù)時間目標(biāo)——3.0min的要求，結(jié)合HIS系統(tǒng)以O(shè)LTP為基礎(chǔ)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用特點，可以實現(xiàn)前臺接收患者數(shù)據(jù)及時低時延傳送到云計算中心處理，短時間內(nèi)得出處理答案。同時考慮到HIS系統(tǒng)高并發(fā)需求，可以在獨立的存儲、服務(wù)器上進行系統(tǒng)部署。同時進行HyperMetro雙活技術(shù)配置，實現(xiàn)雙重在線存儲、完全網(wǎng)絡(luò)切換。此時，在發(fā)生災(zāi)難后，備份站點可存儲全部數(shù)據(jù)，并自動接管應(yīng)用，滿足零數(shù)據(jù)丟失備份要求。

對于停車管理系統(tǒng)、感染管理系統(tǒng)等非核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以依據(jù)次重要系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)點目標(biāo)——24h、業(yè)務(wù)需求災(zāi)難恢復(fù)時間目標(biāo)——24h要求，依托云數(shù)據(jù)中心，經(jīng)專線便捷獲取云計算服務(wù)。同時進行實時測試計算，及時調(diào)整，在滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求的同時，節(jié)省實體設(shè)備電力、維護人員、空調(diào)等多方面成本支出。同時可以利用云計算數(shù)據(jù)中心備份功能，滿足非核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)備份需求。

2.2分層建設(shè)

在基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)過程中應(yīng)避免一蹴而就，而是細(xì)分場景，逐步落地。醫(yī)院混合云建設(shè)可以簡單的劃分為機械主義混合云、極簡主義混合云、智能主義混合云三個層次。

機械主義混合云是最低層次醫(yī)院混合云，僅針對不放呢對公業(yè)務(wù)。醫(yī)院可以采用互聯(lián)網(wǎng)掛號、web網(wǎng)站等公有云資源進行部署。因上述業(yè)務(wù)以往部署在醫(yī)院DMZ區(qū)域，與內(nèi)網(wǎng)之間存在隔離，缺乏較高的數(shù)據(jù)安全性，但可承接海量公眾接入、上萬級用戶并發(fā)，同時根據(jù)外網(wǎng)壓力，進行處理能力的便捷化彈性拓展，解決業(yè)務(wù)量不確定引發(fā)的各種風(fēng)險。在這個基礎(chǔ)上，利用公有云優(yōu)勢，集中、遠(yuǎn)程運維互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療軟件，突破傳統(tǒng)醫(yī)院信息化建設(shè)中軟件迭代頑疾，降低醫(yī)院信息化建設(shè)成本。

極簡主義的混合云主要以“簡”為核心，涵蓋了運維、機房空間兩個方面。由于醫(yī)院現(xiàn)有影像PACS相關(guān)文件資料占據(jù)了醫(yī)院數(shù)據(jù)量的九成以上，給機房空間造成了較大的壓力，基于此，可以講互聯(lián)網(wǎng)與門診業(yè)務(wù)落地公有云。利用公有云自帶的彈性公網(wǎng)、云主機、安全機制、數(shù)據(jù)庫、備份和恢復(fù)系統(tǒng)，應(yīng)對門診前、門診后不同種類線上服務(wù)以及日間門診HIS系統(tǒng)部署訪問需求。同時發(fā)掘公有云彈性、秒級計費優(yōu)勢，在同一個平臺上提供統(tǒng)一的Portal，實現(xiàn)云資源統(tǒng)一申請、服務(wù)、監(jiān)控，在滿足醫(yī)院平臺高并發(fā)、突增訪問需求的同時，降低用戶跨平臺切換引發(fā)的繁瑣運維工作量，切實泗縣極簡運維管理。

智慧主義混合云是縣級醫(yī)院混合云信息化建設(shè)最高形態(tài)，表現(xiàn)為公有云與私有云數(shù)據(jù)、公有云與私有云業(yè)務(wù)層面的完全融合，涉及了資源按需平滑擴展、云容災(zāi)兩個方面。在資源按需平滑擴展方面，可以借助光格網(wǎng)絡(luò)SD-WAN技術(shù)，構(gòu)件公有云與醫(yī)院信息化基礎(chǔ)設(shè)施之間的專屬網(wǎng)絡(luò)，打通醫(yī)院與門診、科室之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)各醫(yī)院門診數(shù)據(jù)之間的業(yè)務(wù)聯(lián)動。此時，對于部分基因測序等臨時需大量計算資源的科研業(yè)務(wù)，就可以在私有云數(shù)據(jù)中心資源不足的情況下自動部署到公有云，業(yè)務(wù)進入尾聲后再次釋放資源，有效應(yīng)對具有潮汐、高并發(fā)特征的在線業(yè)務(wù)需求;在云容災(zāi)方面，醫(yī)院可以借助混合云HyperMetro雙活技術(shù)，將LIS、就診卡系統(tǒng)、PACS、HIS打通，實現(xiàn)容災(zāi)上云，形成覆蓋就診前、就診中、就診后的線上線下混合式醫(yī)療服務(wù)模式。此時，一旦本地數(shù)據(jù)中心發(fā)生電路斷開、火災(zāi)等故障，業(yè)務(wù)就可以平滑遷移到公有云，提高醫(yī)療服務(wù)安全性。

三、基于云計算的醫(yī)院信息化應(yīng)用內(nèi)容

3.1線上預(yù)約診療

基于云計算的醫(yī)院信息化應(yīng)用為智慧醫(yī)療的實現(xiàn)提供了可能。比如，醫(yī)院可以依托云平臺豐富的計算資源，配合適用于多場景的云服務(wù)器，推出多種類別線上服務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)門診（部分常見病與慢性病在線復(fù)診）、線上掛號、在線處方、電子病歷、檢查結(jié)果在線查詢、就診提醒等，便于患者就醫(yī)。同時利用彈性公有云平臺，可以進一步優(yōu)化就醫(yī)流程，將醫(yī)院搬上“云端”，實現(xiàn)電子健康卡、就診卡、社?？ㄅc身份證等信息互聯(lián)互認(rèn)互通，達(dá)到讓病患“少跑腿”的目標(biāo)。

3.2數(shù)據(jù)輕量安全管理

若采用醫(yī)院信息化建設(shè)模式，醫(yī)院不僅需要建設(shè)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，而且需要配置足夠IT人員，運行維護成本較高[6]。而利用云計算技術(shù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)輕量安全管理。即通過搭建覆蓋各級醫(yī)療機構(gòu)的私有云基礎(chǔ)設(shè)施平臺，跟隨醫(yī)療信息、數(shù)據(jù)快速增長進程，提高醫(yī)療系統(tǒng)靈活性。同時利用私有云網(wǎng)絡(luò)隔離特點，將關(guān)鍵私密數(shù)據(jù)、重要業(yè)務(wù)上云。并利用配置路由器、設(shè)置IP地址、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的方式，嚴(yán)格分配服務(wù)器訪問權(quán)限，滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)對IT基礎(chǔ)架構(gòu)高可靠、高保密需求。

3.3多學(xué)科診療

基于云計算的醫(yī)院信息化建設(shè)為多學(xué)科診療提供了充足支持。利用云計算技術(shù)支持下的私有云基礎(chǔ)平臺，可以將PACS、LIS、HIS、門診電子病歷、移動護理、智慧體檢、手術(shù)麻醉管理、合理用藥等系統(tǒng)模塊有機整合、共享，實現(xiàn)線上線下多學(xué)科一體化服務(wù)。

多學(xué)科診療平臺可以幫助醫(yī)護人員突破空間、時間的限制，隨時隨地了解病患情況并給出專業(yè)判斷，改善患者就診體驗，讓轄區(qū)醫(yī)院不出村就可以享受到多學(xué)科專家的診療服務(wù)。

四、結(jié)束語

綜上所述，受技術(shù)、經(jīng)濟諸多因素干擾，縣級醫(yī)院信息化建設(shè)與期望目標(biāo)差距較大。比如，作為支撐遠(yuǎn)程醫(yī)療的音視頻通信技術(shù)，多以傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)設(shè)備為載體，存在穩(wěn)定性低、硬件造價高、使用不便等缺陷。而利用私有云與公有云結(jié)合的醫(yī)療混合云架構(gòu)，可以有效解決上述問題。因此，在信息化建設(shè)過程中，醫(yī)院可以借助云計算技術(shù)優(yōu)勢，圍繞醫(yī)療云平臺與現(xiàn)有衛(wèi)生云互聯(lián)互通需求，強化驅(qū)動互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療一體化轉(zhuǎn)型，為互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康支撐體系整體水平的提升提供保障。

參? 考? 文? 獻

[1]楊慧慧，禹汛，趙福占.基于5G技術(shù)的縣級醫(yī)院信息化建設(shè)研究[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2020（S2）：169-171.

[2]沈志偉.大數(shù)據(jù)環(huán)境下聯(lián)合云計算技術(shù)的醫(yī)院信息化轉(zhuǎn)變研究[J].現(xiàn)代信息科技，2021（01）：128-130.

[3]王愛華.云計算在醫(yī)院信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用探討研究[J].電腦編程技巧與維護，2021（02）：86-87.

[4]肖海方.縣級醫(yī)院計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實踐[J].信息與電腦（理論版），2019（03）：174-176.

[5]彭鵬.云計算在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].中國信息化，2021（04）：91-92.

[6]梁正軍，應(yīng)玉梅，丁宇迪.以縣級公立醫(yī)院為核心的分級診療信息化平臺建設(shè)與研究[J].信息與電腦（理論版），2019（24）：5-7.