◆史森中 曾 凡 黃 昊 劉 洋 姬曉波

云計算在醫(yī)療信息建設(shè)中的應(yīng)用分析

◆史森中 曾 凡 黃 昊 劉 洋 姬曉波*

文章對云計算的概念及優(yōu)勢進行了簡要概述，分析了我國醫(yī)療信息化建設(shè)中存在的問題與不足，并就云計算在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用、存在問題及解決方法進行了探討。

信息化；云計算

First_author′s addressResearchⅠnstitute of Field Surgery,Daping Hospital,Third Military Medical University, Chongqing,400042,China

隨著國內(nèi)外醫(yī)療信息化研究的不斷深入,特別是云計算等新技術(shù)在醫(yī)療信息化進程中的應(yīng)用,為建設(shè)標準化、智能化、高性價比及資源可持續(xù)利用的醫(yī)療信息化系統(tǒng)帶來了新的契機。

1 云計算的優(yōu)勢

云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物［1］。旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算機實體整合成一個云計算服務(wù)平臺,為各類用戶提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)計算等特點服務(wù)。

1.1 成本低廉

云計算以虛擬化和并行技術(shù)為基礎(chǔ),在構(gòu)建過程中使用標準化硬件配置取代大規(guī)模的ⅠT系統(tǒng)設(shè)備,并提供動態(tài)統(tǒng)一的資源分配機制、彈性擴展機制及高效的冗余機制,極大降低了建設(shè)擴展成本。而處于區(qū)域中的用戶也不必再增添硬件設(shè)施和增加管理成本,即可獲得高效而費用低廉的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。

1.2 性能優(yōu)異

云計算以互聯(lián)網(wǎng)為平臺,集結(jié)了大量的電子設(shè)備軟硬件資源和應(yīng)用服務(wù)進行協(xié)同工作。其利用高可靠性和高性能的ⅠT系統(tǒng)處理和存儲信息,可實現(xiàn)資源配置的動態(tài)化、池化、透明化以及用戶需求的自動化、服務(wù)覆蓋化。

1.3 資源共享

云計算使用通用的硬件、軟件基礎(chǔ)設(shè)施,這就使其可以根據(jù)系統(tǒng)需要對虛擬化的信息進行動態(tài)分配,以建立跨系統(tǒng)和跨邊界的共享資源池,極大提高了ⅠT系統(tǒng)的資源利用率。

1.4 安全性

云計算建立的專業(yè)數(shù)據(jù)中心可協(xié)助用戶管理和保存數(shù)據(jù)。這就避免了由于個人電腦或服務(wù)器損壞、被盜、病毒入侵等原因造成的數(shù)據(jù)丟失及泄露問題［2］。此外,本地設(shè)備出現(xiàn)故障時,用戶只需要更換電腦就可以繼續(xù)工作和使用服務(wù)資源,保障了用戶工作的安全性。

總體來說,云計算具有提升資源利用率、減少建設(shè)投資成本和降低管理費用等優(yōu)勢,這對于醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設(shè)具有重要意義。

2 我國醫(yī)療信息化建設(shè)中存在的問題

2.1 醫(yī)療信息系統(tǒng)應(yīng)用范圍有限

在醫(yī)院信息化建設(shè)進程中,許多醫(yī)院雖然已經(jīng)用上了信息系統(tǒng),但應(yīng)用范圍普遍有限,特別是基層醫(yī)院僅應(yīng)用于門診、住院收費等方面。有些基層醫(yī)院雖應(yīng)用了門診醫(yī)生工作站、住院醫(yī)生工作站,卻僅限于下醫(yī)囑、開處方,尚不能實現(xiàn)檢驗結(jié)果、檢測報告及影像檢查結(jié)果的實時查詢,信息系統(tǒng)遠未得到廣泛利用。如綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、決策輔助系統(tǒng)、影像歸檔和通信系統(tǒng)、檢驗信息管理系統(tǒng)、CⅠS (醫(yī)院識別系統(tǒng)）、電子病案等還未得到廣泛應(yīng)用。

2.2 不能深層次挖掘與分析醫(yī)療數(shù)據(jù)

有的醫(yī)院雖然已經(jīng)應(yīng)用了醫(yī)學(xué)統(tǒng)計、醫(yī)療信息查詢等系統(tǒng),但無法進行數(shù)據(jù)挖掘等。只有對信息進行深度挖掘,才能為醫(yī)院管理乃至臨床決策提供有效的服務(wù)保障。

2.3 醫(yī)療信息資源存儲瓶頸

隨著醫(yī)院業(yè)務(wù)的持續(xù)擴展,醫(yī)學(xué)影像存儲將達到TB(萬億字節(jié)）級數(shù)據(jù)容量,這便需要進行大量的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)查詢,限制了PACS等業(yè)務(wù)的可持續(xù)性發(fā)展。同時隨著影像數(shù)據(jù)的不斷增加,將導(dǎo)致早期配置的硬件資源存儲能力不足。往往只能通過更換硬件來滿足不斷增長的業(yè)務(wù)需求,導(dǎo)致硬件資源的浪費以及擴容成本的增加。

2.4 患者醫(yī)療信息無法實現(xiàn)跨區(qū)域共享與整合

當(dāng)前,“看病難,看病貴”已經(jīng)成為制約醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的一大難題,其中一個重要因素就是醫(yī)療機構(gòu)之間、區(qū)域之間沒有實現(xiàn)病歷共享共存,導(dǎo)致患者轉(zhuǎn)診、轉(zhuǎn)院后的醫(yī)療機構(gòu)無法確定病人準確的病情、過敏史等,需要重新進行全面檢查,增加了患者經(jīng)濟負擔(dān),醫(yī)療機構(gòu)也不能及時準確地對患者進行診治。

3 云計算在醫(yī)療信息化建設(shè)中的應(yīng)用

云計算可實現(xiàn)“以病人為中心”的智能數(shù)據(jù)共享、存儲、應(yīng)用、分析和挖掘。通過云計算提供的各類信息服務(wù),醫(yī)療機構(gòu)可以較好地解決目前制約醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的諸多問題。

3.1 數(shù)據(jù)存儲服務(wù)

3.1.1 醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲 通過云計算可以為醫(yī)療機構(gòu)建設(shè)性能優(yōu)異的醫(yī)療數(shù)據(jù)中心。首先,可極大降低醫(yī)院管理成本。隨著醫(yī)療設(shè)備的更新、患者的增長,HⅠS系統(tǒng)存儲成本將越來越大,而云計算的高擴展性,可以提供近似無限的存儲空間。其次,云計算可提供數(shù)據(jù)的安全管理,杜絕數(shù)據(jù)丟失、被盜等問題發(fā)生。此外,云計算具有資源共享功能?？梢詤f(xié)助大型醫(yī)療機構(gòu)與基層醫(yī)療機構(gòu)、社區(qū)醫(yī)療機構(gòu)的相互配合,使患者獲得更完整的醫(yī)療服務(wù)。通過云計算建設(shè)醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)據(jù)中心,無需增加設(shè)施,可以根據(jù)醫(yī)療機構(gòu)的個性化需求,直接將配置寫入設(shè)備,只要用戶有安全軟件即可使用。

3.1.2 醫(yī)學(xué)影像信息存儲 對于醫(yī)學(xué)海量資料的存儲,特別是醫(yī)學(xué)影像資料,傳統(tǒng)的存儲方式已無法滿足用戶的訪問量。通過集群、分布式等方式,云計算將其覆蓋范圍內(nèi)各類不同存儲資源協(xié)調(diào)分工,實現(xiàn)由存儲設(shè)備向存儲服務(wù)的轉(zhuǎn)變。醫(yī)院可通過低價租用服務(wù)的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和備份,以及醫(yī)學(xué)影像檢查報告的查詢。

3.2 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)

3.2.1 醫(yī)護實時在線保障 目前多數(shù)醫(yī)院均建有在線呼叫系統(tǒng)、電話導(dǎo)診系統(tǒng)。然而,這些系統(tǒng)往往存在問題。如呼叫系統(tǒng),通常只有護士站才可接收呼叫信號,極易導(dǎo)致響應(yīng)不及時而發(fā)生醫(yī)療意外。而云計算具有強大的虛擬化管理功能,具有高度可擴展性、靈活性以及對資源的可控性,通過軟件即可完成資源統(tǒng)一分配和管理、用戶身份管理和安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、運行環(huán)境的監(jiān)視及對外設(shè)備的遠程操作等。如云計算SAAS(軟件即服務(wù)）模式,就可以搭建起護士與病患之間直接視頻和對話的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng),還可以建設(shè)遠程導(dǎo)診和探視系統(tǒng),可極大地改善在線服務(wù)質(zhì)量。

3.2.2 醫(yī)療數(shù)據(jù)互通 現(xiàn)有的醫(yī)院信息化建設(shè)已經(jīng)實現(xiàn)系統(tǒng)及局域網(wǎng)絡(luò)化全院應(yīng)用,但在不同的醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)之間,數(shù)據(jù)互通性方面存在問題。云計算在醫(yī)院信息化中的應(yīng)用具有以下特點,基于Web服務(wù)器的云計算架構(gòu)可以為醫(yī)療研究者和工作者提供整合平臺,提供處理密集型醫(yī)療研究的相關(guān)應(yīng)用［3］。

3.3 計算分析服務(wù)

3.3.1 疾病深度分析 隨著社會的發(fā)展,新型疾病不斷增多,疑難疾病及不治之癥也呈現(xiàn)增長趨勢。而醫(yī)療性研究的基礎(chǔ)均建立在大量病例資料、研究樣本、實驗數(shù)據(jù)的匯總分析之上。傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)只能進行醫(yī)療數(shù)據(jù)的簡單收集和整理。而云計算分析服務(wù)可根據(jù)醫(yī)生的要求對設(shè)定的醫(yī)療數(shù)據(jù)和信息進行深度分析,極大地提高了醫(yī)生臨床研究的效率和成效。

3.3.2 數(shù)據(jù)挖掘與決策分析 云計算可以提供數(shù)據(jù)挖掘與決策分析服務(wù)。通過對醫(yī)療數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析［4］,可以開發(fā)出各種需求報告,從而應(yīng)用到醫(yī)療管理工作及疾病控制工作中,包括居民健康統(tǒng)計報告,以及按區(qū)域、病種、年齡、職業(yè)等多維度獲得各類數(shù)據(jù)分析報告。這對醫(yī)療信息化如何滿足醫(yī)療質(zhì)量管理工作提供了很好的借鑒。

3.4 資源共享服務(wù)

3.4.1 電子病歷的信息共享通過云計算完成電子病歷病程記錄及各類檢查記錄的存儲及共享,可以實現(xiàn)跨醫(yī)療機構(gòu)甚至跨區(qū)域間的病歷互查、調(diào)閱。有效解決患者轉(zhuǎn)院、轉(zhuǎn)診過程中醫(yī)生無法及時掌握患者病情導(dǎo)致延誤治療的情況。另外,電子病歷經(jīng)過云計算運營商統(tǒng)一開發(fā)與調(diào)試,保證了各醫(yī)療機構(gòu)均使用統(tǒng)一的電子病歷軟件,大大降低了信息建設(shè)費用及信息建設(shè)投資風(fēng)險,有利于提升不同區(qū)域內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)整體醫(yī)療水平。

3.4.2 醫(yī)療資源共享 基層醫(yī)療機構(gòu)在信息系統(tǒng)建設(shè)過程中,無論是成本投入還是規(guī)模擴展都不同程度的受到限制［5］。醫(yī)療機構(gòu)只需要對軟硬件進行租賃即可。這樣將大大降低信息系統(tǒng)建設(shè)成本,也為信息系統(tǒng)擴展、維護等提供了有效保障。目前,我國大力推動以省、市、縣三級平臺構(gòu)建的區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè),并與農(nóng)村衛(wèi)生室進行關(guān)聯(lián)。在這一建設(shè)過程中,云計算系統(tǒng)可以搭建多機構(gòu)互聯(lián)的整體計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),提供統(tǒng)一的資源分配和管理,從而形成區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療資源信息共享機制。

4 還需解決的問題

雖然云計算在醫(yī)療信息化建設(shè)中具有良好地發(fā)展和應(yīng)用價值,但其應(yīng)用率還比較低。其中一個重要因素就是患者的病歷隱私及醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)隱私問題。通過云計算技術(shù),醫(yī)療數(shù)據(jù)將由專業(yè)機構(gòu)管理并保存,提供了可靠的容災(zāi)保障,因此不必擔(dān)心病毒入侵和資料數(shù)據(jù)丟失的問題。要指出的是,如果醫(yī)療數(shù)據(jù)、患者醫(yī)療信息一旦通過云計算實現(xiàn)第三方托管,那么數(shù)據(jù)將不再由醫(yī)療機構(gòu)存儲。

4.1 設(shè)計基于角色的訪問機制

在云計算醫(yī)療信息化應(yīng)用的過程中,將有許多工作人員有機會獲得患者的病歷記錄。那么必須設(shè)定相應(yīng)的訪問權(quán)限,如采取不同的ⅠD號、身份證號碼、指紋識別等措施來實現(xiàn)隱私的保障。還可以將不同類型的人員進行分類分組,每類人員只能獲取相應(yīng)的信息。如患者和醫(yī)生將能夠訪問整個病歷記錄,而云計算運營商的技術(shù)人員只能訪問系統(tǒng)運行的信息。這種基于角色的分類,可以很好地保護患者隱私及醫(yī)療機構(gòu)隱私。

4.2 采取相應(yīng)的防范措施

云計算供應(yīng)商必須充分做好防范措施,以便在面對外部攻擊時進行有效阻止及防護,如采用數(shù)字簽名、高級密碼、安全防火墻等。另外,云計算運營商還應(yīng)對云計算服務(wù)進行相應(yīng)的監(jiān)控,對每次訪問及每次醫(yī)療記錄的改變必須能夠提供相應(yīng)的監(jiān)控日志。

4.3 選擇信譽良好的云計算運營商

醫(yī)療機構(gòu)在將自己的數(shù)據(jù)遷移到云計算運營商的過程中,必須提前做好對云計算運營商的考察。目前云計算領(lǐng)域比較著名運營商有微軟、亞馬遜、google等［6］。包括考察云計算運營商是否具備專業(yè)的第三方認證,是否有具備雄厚的經(jīng)濟實力及技術(shù)實力,是否具備專業(yè)的系統(tǒng)升級擴展計劃,數(shù)據(jù)備份策略是否完善等。

4.4 完善相應(yīng)的法律法規(guī)

目前,云計算在我國醫(yī)療行業(yè)已經(jīng)獲得了充分支持和肯定,那么就必須針對醫(yī)療機構(gòu)數(shù)據(jù)隱私及患者病歷隱私健全相應(yīng)的法律法規(guī)。可參考美國HⅠPAA(HealthⅠnsurance Portability and Accountability Act）法案［7］,其中包含了醫(yī)療機構(gòu)如何保護患者信息和隱私等內(nèi)容。這樣醫(yī)療機構(gòu)的隱私及患者隱私也將得到保障,云計算在醫(yī)療信息建設(shè)中的作用也能更快更好地發(fā)展起來。

無論是作為新技術(shù),還是作為新業(yè)務(wù)形式,云計算為當(dāng)前醫(yī)療信息系統(tǒng)發(fā)展提供了新契機。任何新事物的普及過程都不會一帆風(fēng)順,都會遇到一些困難與曲折。但只要是對醫(yī)療信息化發(fā)展有益、對患者有益,我們就應(yīng)排除萬難去實現(xiàn),最終提升醫(yī)療信息化程度及醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量,提高醫(yī)療行業(yè)整體水平。

［1］ 王艷軍,郝慧琴,董海原,等.區(qū)域醫(yī)療信息化中“區(qū)域”概念的解讀［J］.中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2011,12(6）：54-55.

［2］ 雷萬云.云計算技術(shù)平臺及應(yīng)用案例［M］.北京：清華大學(xué)出版社,2011：59-102.

［3］ 楊 洋.云計算的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.電腦開發(fā)與應(yīng)用,2012,25(2）：61.

［4］ 董建成,楊 劍,蔣天民,等.基于云計算的電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)理念與實踐［J］.中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2011,6(8）：43-45.

［5］ 彭小斌,張文峰,林根深.提高醫(yī)院信息化建設(shè)質(zhì)量的方法和思路［J］.中國衛(wèi)生質(zhì)量管理,2013,20(2）：64-66.

［6］ 李包羅,李皆歡.中國區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息化和云計算［J］.中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2011, 6(5）：19-23.

［7］ 安向群.云計算在電子病案中的應(yīng)用初探［J］.中國病案,2012,13(3）：41.

修回日期:2014-04-02

責(zé)任編輯:姚 濤

Application of Cloud Com puting in M edical Inform atization Construction

SH I Senzhong,ZENG Fan,HUANG >Hao,et al.

The paper briefly outlined the conceptand advantages of cloud computing,analyzed the problems and limitations of China′smedical informatization construction,and discussed the application of cloud computing in hospital informatization construction,problems existed and countermeasures.

Ⅰnformatization；Cloud computing

2014-02-19

DOⅠ:10.13912/j.cnki.chqm.2014.21.6.02

史森中 曾 凡 黃 昊 劉 洋 姬曉波*

通訊作者:姬曉波

第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院·野戰(zhàn)外科研究所 重慶 400042

Chinese Health Quality M anagement,2014,21（6）:06-08

姬曉波:第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所信息科工程師

E-mail:ssz_2383@163.com