基于云平臺(tái)的遠(yuǎn)程智慧醫(yī)療架構(gòu)體系研究

劉 帥

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006)

0 引言

信息技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，在一定程度上加快了中國(guó)醫(yī)療信息化的建設(shè)，并由醫(yī)院逐漸擴(kuò)展到相關(guān)領(lǐng)域，醫(yī)療信息化建設(shè)可以說(shuō)是醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)中至關(guān)重要的內(nèi)容。

醫(yī)療信息化建設(shè)存在顯著的階段性特點(diǎn)，大致能夠分成以下這幾個(gè)階段。

(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用階段。在醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以使醫(yī)院的業(yè)務(wù)管理模式更加方便快捷，無(wú)論是醫(yī)院藥品配額還是掛號(hào)、取藥管理都越來(lái)越信息化，更加高效，計(jì)算機(jī)技術(shù)也被普遍推廣應(yīng)用于醫(yī)療保健系統(tǒng)。

(2)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的改變，例如在衛(wèi)生監(jiān)督、婦幼保健和公共衛(wèi)生等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大力推進(jìn)了這些領(lǐng)域業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的信息系統(tǒng)建設(shè)，使得患者、醫(yī)生、醫(yī)院溝通更加方便，大大提升了醫(yī)療現(xiàn)代化服務(wù)水平。

(3)區(qū)域醫(yī)藥衛(wèi)生綜合建設(shè)階段。此階段的重點(diǎn)內(nèi)容為資源共享，依托IT技術(shù)連接社會(huì)健康資源與相關(guān)服務(wù)，包括健康保險(xiǎn)、公共衛(wèi)生和有關(guān)醫(yī)院、藥品與設(shè)備供應(yīng)商等，從而達(dá)到醫(yī)療衛(wèi)生一體化服務(wù)。在中國(guó)的一些省市獲得了較好的口碑，并取得了一定的實(shí)踐成果[1]。

1 智慧醫(yī)療平臺(tái)分析與設(shè)計(jì)

1.1 整體設(shè)計(jì)

智慧遠(yuǎn)程醫(yī)療云平臺(tái)架構(gòu)包括3個(gè)部分，一是區(qū)域醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)，二是醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)，三是醫(yī)院級(jí)醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)。其中，每個(gè)區(qū)域級(jí)平臺(tái)隸屬于區(qū)域內(nèi)多個(gè)醫(yī)院級(jí)平臺(tái)，所有的醫(yī)院級(jí)醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)均對(duì)應(yīng)相應(yīng)的醫(yī)院應(yīng)用平臺(tái)。每個(gè)醫(yī)師工作站都可以遠(yuǎn)程連接到該醫(yī)院應(yīng)用平臺(tái)。

由于醫(yī)療數(shù)據(jù)的復(fù)雜性以及醫(yī)療設(shè)備的局限性，如何解決海量的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題便成為一項(xiàng)重要的研究課題。受客觀因素的影響，醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式也呈現(xiàn)多樣化?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)保存模式主要是：分布式、集中式、混合式。這就需要建立一個(gè)具有友好訪問(wèn)機(jī)制的應(yīng)用系統(tǒng)，能夠滿足以上3種醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式。國(guó)內(nèi)多家大型企業(yè)也曾提出過(guò)相應(yīng)的解決方案，但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，這些方法大多是基于同系統(tǒng)內(nèi)的電子健康檔案和數(shù)據(jù)共享，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的共享。尤其在區(qū)域醫(yī)療共享方面，多數(shù)仍然處于起步階段，雖然也開(kāi)發(fā)出了一些應(yīng)用成果，但大多數(shù)依然屬于現(xiàn)有院級(jí)系統(tǒng)的升級(jí)，并沒(méi)有從根本上轉(zhuǎn)變現(xiàn)有院級(jí)系統(tǒng)，依然局限在換湯不換藥的怪圈。對(duì)于跨系統(tǒng)多區(qū)域的醫(yī)療共享，也沒(méi)有提出一個(gè)明確的切實(shí)可行的服務(wù)模式[2]。

1.2 智慧醫(yī)院級(jí)醫(yī)療信息服務(wù)云平臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)區(qū)域服務(wù)平臺(tái)的通信與數(shù)據(jù)傳輸功能，在傳統(tǒng)院級(jí)服務(wù)平臺(tái)中，獨(dú)立引入了EHR服務(wù)接口與資源協(xié)調(diào)接口，而醫(yī)療保險(xiǎn)服務(wù)接口則主要用于處理醫(yī)療保險(xiǎn)等有關(guān)業(yè)務(wù)。除去這些與區(qū)域服務(wù)平臺(tái)和醫(yī)保服務(wù)平臺(tái)通信的接口外，智慧醫(yī)院級(jí)醫(yī)療信息云平臺(tái)還需要擁有自己龐大的醫(yī)療信息系統(tǒng)，為醫(yī)院的日常運(yùn)作提供遠(yuǎn)程服務(wù)。

智慧醫(yī)院EHR云平臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成：一部分是負(fù)責(zé)大量EHR信息存儲(chǔ)的文件存儲(chǔ)服務(wù)器，另外一部分主要是負(fù)責(zé)與醫(yī)院系統(tǒng)通信，具有高速讀寫(xiě)功能的前端服務(wù)器。

2 IPv6在智慧醫(yī)療平臺(tái)中的應(yīng)用

智慧醫(yī)療平臺(tái)中采用IPv6作為IP層協(xié)議的原因有以下幾點(diǎn)：

(1)智慧醫(yī)療系統(tǒng)需要很多的地址空間。截至當(dāng)前，中國(guó)的IPv4地址已經(jīng)用完。雖然這些年利用CIDR，NAT等技術(shù)進(jìn)行支持，但這也不能作為一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的策略，甚至也存在各種不足。因此，IPv6協(xié)議的普遍運(yùn)用是必然的。此外，只要啟動(dòng)并運(yùn)行了醫(yī)療保健系統(tǒng)，那么它就不可避免地需要很多IP地址。而這卻是目前的IPv4協(xié)議難以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)IPv6來(lái)看，一個(gè)IP地址往往能達(dá)到128的長(zhǎng)度，這就意味著其最大地址數(shù)是2^128。然而，IPv4協(xié)議只有32位地址空間，其中的區(qū)別是顯而易見(jiàn)的，因此，讓醫(yī)療系統(tǒng)運(yùn)行在IPv6上是必要舉措[3]。

(2)智慧醫(yī)療系統(tǒng)需要高速的傳輸性。由于以往的IPv4協(xié)議，路由器沒(méi)有細(xì)化區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中的中繼設(shè)備，例如路由器與主機(jī)等。所有的計(jì)算機(jī)均能夠發(fā)揮主機(jī)和路由器的作用。通過(guò)路由器和其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。依賴(lài)于路由設(shè)備進(jìn)行連接的所有本地網(wǎng)絡(luò)即為互聯(lián)網(wǎng)。IP數(shù)據(jù)包基本上是從發(fā)送方開(kāi)始，經(jīng)過(guò)許多路由設(shè)備，才能進(jìn)行不同網(wǎng)絡(luò)的連接，這樣才可以確保接收方成功接收。這期間，所有的路由器均需要根據(jù)目的地址發(fā)送IP包的規(guī)則，然后在路由表里面記錄好所有的規(guī)則。路由表中需要保存各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路徑，每個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)均可以視為目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，因此，路由表通常會(huì)有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度。但I(xiàn)Pv6協(xié)議則不同，IP地址在最初分配時(shí)，保持著集群原則，讓路由器里面的路由表項(xiàng)代表一個(gè)子網(wǎng)，明顯縮短了路由器里路由表的長(zhǎng)度，使路由器對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度有所提升。這對(duì)必須能為傳輸速率提供保證的醫(yī)療保健系統(tǒng)是至關(guān)重要的。此外，IPv6協(xié)議具有相對(duì)較好的頭部格式。借助于新的IP包頭部格式，將其參數(shù)和主標(biāo)頭隔離。若有其他特殊需求，也可以在頭部和上層數(shù)據(jù)之間補(bǔ)充參數(shù)。這會(huì)讓整個(gè)路由過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，因?yàn)榇蠖鄶?shù)參數(shù)并沒(méi)有必要進(jìn)行路由選擇，只需要通過(guò)硬件即可處理，但是IPv4就沒(méi)有此功能[4]。

(3)智慧醫(yī)療系統(tǒng)需要廣泛應(yīng)用多媒體技術(shù)。隨著醫(yī)學(xué)信息學(xué)的迅速發(fā)展，多媒體技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并初露鋒芒。不管是遠(yuǎn)程協(xié)同治療，或者是數(shù)字影像處理，均屬于現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域中至關(guān)重要的內(nèi)容。對(duì)比IPv4而言，IPv6自帶的組播和流媒體，為互聯(lián)網(wǎng)上的多媒體應(yīng)用提供了很大的演進(jìn)空間，同時(shí)也給服務(wù)質(zhì)量控制創(chuàng)造了一個(gè)很不錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。依賴(lài)于IPv6技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)，能夠給醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域內(nèi)的遠(yuǎn)程協(xié)作帶來(lái)較好的技術(shù)支持。

(4)智慧醫(yī)療系統(tǒng)需要很高的安全性。與IPv4相比，IPv6具有較高的安全級(jí)別。處于IPv6網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，用戶能夠在網(wǎng)絡(luò)層直接加密相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)檢查IP數(shù)據(jù)包，而且IPV6里面的加密和認(rèn)證選項(xiàng)還充分保證了數(shù)據(jù)包的機(jī)密性和完整性，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有很大的保障。

(5)智慧醫(yī)療系統(tǒng)需要支持移動(dòng)性。隨著中國(guó)人口老齡化進(jìn)程加深，今后的醫(yī)療系統(tǒng)在出診服務(wù)方面肯定會(huì)有越來(lái)越大的需求，這意味著網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須能實(shí)現(xiàn)較好的移動(dòng)性。

(6)智慧醫(yī)療信息“云”。在醫(yī)療信息化建設(shè)的推進(jìn)下，很多醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)都在著手設(shè)立網(wǎng)絡(luò)辦公室，給國(guó)內(nèi)構(gòu)建基于云計(jì)算的醫(yī)療系統(tǒng)平臺(tái)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)?；贕oogle云計(jì)算系統(tǒng)的醫(yī)療信息平臺(tái)也會(huì)變成一個(gè)規(guī)模巨大的服務(wù)平臺(tái)，其涵蓋了我國(guó)3 000多個(gè)區(qū)域性醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)和相關(guān)服務(wù)，客戶端往往是利用單點(diǎn)訪問(wèn)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)的連接，才能對(duì)平臺(tái)中推出的相關(guān)服務(wù)進(jìn)行使用。這里所有單點(diǎn)均對(duì)應(yīng)著院級(jí)醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)，利用位于區(qū)域平臺(tái)對(duì)“云”系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)，利用頂層的接入點(diǎn)就能夠自由使用“云”提供的服務(wù)。這種設(shè)計(jì)不僅十分便捷，而且完全滿足云服務(wù)的基本特性。平臺(tái)服務(wù)商，也就是各區(qū)域醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)，為用戶帶來(lái)了運(yùn)用云端應(yīng)用的機(jī)會(huì)。用戶無(wú)法控制網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等基本設(shè)施，更無(wú)法管理應(yīng)用程序，有關(guān)操作是有權(quán)限約束的。

3 智慧醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)過(guò)程

智慧醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)服務(wù)過(guò)程如下。

第一階段，醫(yī)院系統(tǒng)接收來(lái)自病人的掛號(hào)信息之后，馬上會(huì)將相關(guān)申請(qǐng)傳輸?shù)皆杭?jí)平臺(tái)前端服務(wù)器中，并對(duì)病人的電子健康檔案進(jìn)行讀取。

第二階段，院級(jí)EHR服務(wù)系統(tǒng)將使用接收到的ID號(hào)與掛號(hào)信息，在前端服務(wù)器上創(chuàng)建此醫(yī)療事件包，然后再把此醫(yī)療事件里形成的所有醫(yī)療文檔放在事件包中進(jìn)行保存。同時(shí)在目錄服務(wù)器的指定位置生成目錄文件夾，用于存儲(chǔ)生成的目錄文件。

第三階段，院級(jí)EHR系統(tǒng)直接把病人的個(gè)人ID傳輸?shù)紼HR數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)結(jié)果，根據(jù)策略，決定要不要給區(qū)域級(jí)平臺(tái)發(fā)送查詢(xún)申請(qǐng)。如果沒(méi)有必要進(jìn)行查詢(xún)，那么EHR文件會(huì)及時(shí)從文件存儲(chǔ)服務(wù)器上傳到前端服務(wù)器的特定位置。這種情況下，目錄服務(wù)器會(huì)按照病人的ID在數(shù)據(jù)庫(kù)的醫(yī)療事件表中查詢(xún)病人的醫(yī)療事件信息，并在特定位置生成目錄。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)前一查詢(xún)結(jié)果中的醫(yī)療事件代碼，在電子健康檔案表中查詢(xún)各個(gè)醫(yī)療事件的文件信息，生成醫(yī)療事件子目錄。醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)目錄中的指引，讀取相應(yīng)的EHR文件。如果有必要向區(qū)域平臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求，醫(yī)院級(jí)服務(wù)平臺(tái)會(huì)馬上把病人的個(gè)人ID等相關(guān)信息傳輸?shù)絽^(qū)域平臺(tái)[5]。

第四階段，醫(yī)院級(jí)平臺(tái)的請(qǐng)求會(huì)被區(qū)域級(jí)平臺(tái)成功接收，根據(jù)請(qǐng)求中包含的相關(guān)信息，在目錄服務(wù)器的相應(yīng)位置生成文件夾。接著判斷患者是否為本區(qū)域成員，假設(shè)病人為范圍內(nèi)的成員，就會(huì)把病人的ID信息傳遞到范圍內(nèi)的EHR數(shù)據(jù)庫(kù)里面實(shí)施搜索，再按照醫(yī)院級(jí)讀取的適當(dāng)策略在要求的位置創(chuàng)建目錄，以便醫(yī)療平臺(tái)及時(shí)獲知。若并非該區(qū)域的病人，就要把請(qǐng)求信息發(fā)送到與之對(duì)應(yīng)的區(qū)域平臺(tái)中。

第五階段，別的區(qū)域級(jí)平臺(tái)的請(qǐng)求會(huì)被區(qū)域級(jí)平臺(tái)成功接收。此時(shí)，可以根據(jù)請(qǐng)求中包含的相關(guān)信息，在目錄服務(wù)器的相應(yīng)位置生成文件夾，因?yàn)槭菑膮^(qū)域平臺(tái)發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，可以確定患者屬于本區(qū)域，把病人的ID信息傳遞到范圍內(nèi)的EHR數(shù)據(jù)庫(kù)里面實(shí)施搜索，再按照醫(yī)院級(jí)讀取的適當(dāng)策略在要求的位置創(chuàng)建目錄，以便醫(yī)療平臺(tái)及時(shí)獲知。

從病人就醫(yī)的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，醫(yī)療系統(tǒng)一直在生成相應(yīng)的醫(yī)療文件。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)上一節(jié)中解釋的具體命名方式對(duì)其進(jìn)行命名，然后再上傳到前端服務(wù)器的醫(yī)療事件文件夾中。這種情況下，系統(tǒng)將通過(guò)目錄服務(wù)器對(duì)于本次醫(yī)療事件的目錄進(jìn)行更新，以便醫(yī)療系統(tǒng)能夠指導(dǎo)醫(yī)療系統(tǒng)重新讀取文件[6]。當(dāng)病人結(jié)束治療后，院級(jí)EHR服務(wù)平臺(tái)會(huì)把醫(yī)療事件期間形成的文檔按照一定的規(guī)則傳送到文件存儲(chǔ)服務(wù)器，然后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)里面的信息進(jìn)行更新，再清空目錄服務(wù)器上的有關(guān)目錄信息。醫(yī)院級(jí)平臺(tái)將本次醫(yī)療事件的數(shù)據(jù)庫(kù)信息傳送給區(qū)域平臺(tái)，并根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療文件上傳策略，將本次醫(yī)療事件所生成的文件打包上傳至區(qū)域平臺(tái)指定位置。最后區(qū)域醫(yī)療平臺(tái)對(duì)上傳文件進(jìn)行分類(lèi)，轉(zhuǎn)存。

4 結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)分析了以IPv6為基礎(chǔ)的醫(yī)療系統(tǒng)和電子健康檔案，開(kāi)發(fā)了包括區(qū)域醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)、醫(yī)院級(jí)醫(yī)療信息服務(wù)平臺(tái)和醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)在內(nèi)的一個(gè)完整醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)模型。為保證電子病歷在醫(yī)患的交流中起到更好的作用，區(qū)域醫(yī)療信息化被視為醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展的主要方向。構(gòu)建醫(yī)療信息化的思路應(yīng)該從以前的統(tǒng)一業(yè)務(wù)模式中跳出來(lái)，將注意力集中在“以人為本”的健康信息系統(tǒng)上。建立以電子病歷為主的醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)，這會(huì)是將來(lái)發(fā)展衛(wèi)生信息化的一個(gè)新方向。