第３Ｏ卷第４期 ２０１２年０７月 佳木斯大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｍｕｓｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．３Ｏ Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ ２０１２ 文章编号：１００８—１４０２（２０１２）０４－０５７０－０３ 基于云计算的医疗信息系统研究① 张启来，丛培才 Ｉ佳木斯大学。黑龙江佳木斯１５４００７） 摘要：探讨了多地、异构的医疗卫生机构信息管理数据迁移到云平台上集中管理、应用的实 施方案，通过云计算环境，对现有的医疗信息进行联机管理、集成与共享，以实现信息资源的共 享，构建医疗信息的共享平台，实现医疗设备、医务人员、医疗机构之间的大范围、多层次互动，实 现跨地域、跨学科、多模式的医疗数据的整合与共享，以此实现医疗数据的最优整合和最大协同 效应． 关键词： 信息管理；云计算；数据模式；医疗信息 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 随着现代医疗诊断技术的快速发展，医疗卫生 管理系统软硬件平台的异构性，数据语义、模型的异 柯陛等多种原因造成）导致数据转换的难度较大． 机构的产生的医疗信息具有海量的、地域上分散 的、数据模式多样化的特点，据统计，一个基本实 现了影像资料和病历、化验等信息数字化的三级甲 等医院，每年新增的医学数据量达到了ＴＢ级．如 何共享和利用现有的、分散的、多模式的医学数据 资源，实现现代医疗诊断和医学研究的协作和信息 ２ 云计算 云计算是大量计算机资源的整合与调度，针对 终端用户的不同需求，按需分配资源的一种终端服 务方式．按照服务类型划分为三种类型，分别是基 础设施即服务（ＩＡＡＳ，Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ基 础设施即服务），平台即服务（ＰＡＡＳ，Ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｓ ａ 共享，消除医疗信息领域的信息孤岛，充分发挥其 在各种医疗过程中的作用意义可想而知．同时共享 医疗信息平台的建设也是新医疗改革推进的重要 技术手段．而医疗信息平台的海量数据海量存贮要 求、瞬时超高速网络传输要求、网络负载均衡需求， 唯有云计算（Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）环境能满足． Ｓｅｒｖｉｃｅ平台即服务）和应用即服务（ＳＡＡＳ，Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ａ ｓｅｒｖｉｃｅ软件即服务））三类；按照云计算提供 者与使用者之间所属关系可划分为公有云、私有云 和混合云三类． １ 基于云计算平台医疗信息系统发 展的现状 目前国内基于云计算的医疗信息管理应用还 没有成功的案例，主要原因有以下几点，①医疗单 位自身由于资金、信息安全及云终端的利用效率问 题等多种原因不愿意将系统迁移到云计算平台上． ②利用云计算平台整合医疗数据，集中化管理共享 国外云计算研究与应用处于领先地位的是 Ｇｏｏｇｌｅ云，采用Ｃｈｒｏｍｅ ＯＳ操作系统；微软云提供 了软件＋服务的计算方法，采用Ｗｉｎｄｏｗｓ Ａｚｕｒｅ操 作系统；ＩＢＭ的蓝云是一套软硬件平台，采用了 Ｘｅｎ和Ｐｏｗｅｒ ＶＭ虚拟化软件、Ｌｉｎｕｘ操作系统镜像 以及Ｈａｄｏｏｐ软件（Ｇｏｏｇｌｅ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ以及ＭａｐＲｅ— ｄｕｃｅ的开源实现）．国内近几年在云计算的研究与 应用也有较大的进展，比较成功的有十几家，但多 以提供ＳＡＡＳ服务模式为主． 信息，目前还存在基础设施不完备的限制，如公用 网络带宽窄，稳定性差 海量数据存储、传输受限等 问题．③不同医疗机构的数据异构性（由构成信息 ① 收稿日期：２０１２一ｏ７一ｏ７ 本系统按照低资金需求的原则设计，采用 ＳＡＡＳ服务模式，按照系统需求采用混合云． 基金项目：黑龙江省教育厅自然科学基金项目． 作者简介：张启来（１９５８一），男，硕士研究生，副教授，研究方向，数据库、嵌入式系统、电子通信 第４期 张启来，等：基于云计算的医疗信息系统研究 ５７１ ３基于云计算的医疗信息平台系统结构 基于低资金需求，充分利用现有资源的原则， 设计出的云计算医疗信息系统的结构如图１．云计 算中心不做海量数据的中心化，只存储规范化的元 中央数据查询目录，云计算中心实现终端数据查询 快速响应及重要数据的中心化，同时提供重要数据 的异地备份功能． 图１ 根据医疗流程和规范化的具体要求，系统设 计实施过程中应主要解决下几个问题． １、异构数据环境下的数据转换 数据的异构性体现在各医疗单位采用的硬件 编码标准，制定数据字典，实现数据编码的统一． ４云计算环境下医疗信息平台的优势 １、昂贵医疗设备的复用：在大中城市，有先进 平台，数据库管理系统各不相同，采用不同的数据 组织方式，缺乏统一规划．本系统设计时采用ＸＭＬ （可扩展标记语言）和ＢＡＳＥ６４编码技术解决异构 数据统一格式的转换的问题．ＸＭＬ是互联网联合 的医疗检查设备及优秀的医疗人员．通过核心诊断 系统，使用云环境进行远程传输患者的医疗成像结 果，这样偏远地区的医生就可以通过专家指导，进 行重大疾病的后期治疗，亦可进一步学习、掌握医 疗成像的识读． ２、重要的新医疗方案的实时应用 目前，多数医生还是通过医疗经验或与同行的 交流及一些书刊物指导，来了解最新的治疗方案， 平台建立新医疗方案讨论功能，把一种新医疗方案 的实施效果数据放人中央数据库，医生就可以使用 基于云计算的集成数据库来准确判断针对同种病 情的患者使用哪种治疗方案最佳．促进新医疗效的 研究推进，多数医生不必浪费过多的时间和精力再 去尝试已有的成功研究成果． ３、应用云终端的方便接人 组织（Ｗ３Ｃ）设计并推荐的新一代标记语言，具有 良好的可扩展标性，平台独立性使其能够灵活地表 达各种不同的文本数据源信息；对于图形、图像、声 音等非文本信息采用ＢＡＳＥ６４编码，Ｂａｓｅ６４编码是 ＭＩＭＥ规定的一种可逆编码格式，其基本思想是通 过６４个ＡＳＣＩＩ字符码对二进制数据进行重新编码 组合，用户查询数据应用时在进行解码处理． ２、数据安全性 医疗数据云中心的建立，数据的安全、可靠性 及患者的隐私是必须考虑的首要问题．简单的处理 方法是：增强医疗单位私有云的防火墙功能，患者 数据使用时匿名制，同时也可考虑将数据加密后放 人数据系统的方法． ３、数据编码的统一 由于医疗机构采用独立的数据库系统，导致存 在大量的数据代码是码同意不同，通过制定统一的 通过云接人网关将终端接人云中，可屏蔽物理 设备和业务平台的差异，实现不同终端接人的智能 适配，使瘦终端和哑终端（如：物联网传感器等）、 智能软终端和嵌人式浏览器等无缝接人，扩大系统 应用范围与对象．实现业务与资源、应用与服务、终 ５７２ 佳木斯大学学报（自然科学版） ２０１２血 端与用户的最佳匹配，降低成本，实现统一资源共 享最大化． 参考文献： ［１］周龙骧，秦箕英．分布式数据库系统的目录管理策略［Ｊ］． 计算机学报。１９９４，６：４０１—４０８． ５ 总 结 医疗卫生信息化建设是新医改一个强有力的 ［２］ＨＥＷＷＦＣ．ＯＲＧｓ ｆｏｒ Ｓｃａｌａｂｌｅ，Ｒｏｂｕｓｔ Ｐｒｉｖａｃｙ２ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｃｌｉｅｎｔ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒａｃｔ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，２００８，１ ２（ ５）：９６２ ９９． 技术保障，通过该系统的部署，运行，将改变医疗信 息的使用手段，及时提供病人的各种数字医疗信 息，实现患者、医务人员、管理者间的大范围、多层 次互动，从而整合健康信息，实时、方便快捷的医疗 服务，从根本上降低医疗保健成本，解决看病难、看 病贵的问题，大幅度提升人民健康质量．达到医疗 ［３］ＷＡＮＧ Ｌｉ ｚｈｅ，ＴＡＯ Ｊｉｅ，ＫＵＮＺＥ Ｍ．Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕ— ｔｉｎｇ：Ｅａｒｌｙ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ［Ｃ］．Ｐｒｏｃ ｏｆ ｔｈｅ １０ｔｈ ｌ ＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．２００８：８２５２ ８３０． ［４］Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ，Ｋｒｉｓｓｉ（２００８—０３—２６）．Ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｎｒ— ｐｕｔｉｎｇ ｆｒｏｍ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｅｂｉｚｑ．ｎｅｔ． 数据的最优整合和最大协同效应的目的． Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｑｉ—ｌａｉ。Ｃｈｏｎｇ Ｐｅｉ—ｃｈａｉ （Ｊｉａｍｕｓｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｍｕｓｉ １５４００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｄａｔａ ｍｉｇｒａ— ｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｌａｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｅｎｖｉ— ｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｆｏｒｍａｔｎｉｏｎ ｏｎｌｉｎｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈａｒｉｎｇ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｓｈａｒｉｎｇ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ，ｍｅｄｉｃａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ，ｍｅｄｉｃａｌ ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ，ｍｕｌｔｉ—ｌｅｖｅｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｃｒｏｓｓ ａ ｒｅｇｉｏｎ，ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ，ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｄａｔａ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈａｒｉｎｇ，Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｉｇｇｅｓｔ ｓｙｎｅｒｇｉｓｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ，ｍｅｄｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ （上磺５６６页） Ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ ｆｏｒ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＭＯｔｏｒ ｉｎ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕ Ｈｕｉ ，ＬＩ 一ｚｈａｏ ， ＳＵＮ ， ＣＨＡＮＧ Ｈａｏ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｄｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｄｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｄｅｎｅｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｄｅｎ￣ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ａｎｈｎｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙ ｏｆ ｔＦｉｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｂｅｎｇｂｕ ２３３０３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｆｏｒ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ａｎｄ ｍｏｔｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ｅ ｕｎｉｔ ｃａｎ ｄｅｃｉｄｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｆａｕｌｔｓ ｅ ｆａｕｌｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｓ— ｉｎ ｔｉｍｅ，ａｎｄ ｃｕｔ ｏｆｆ ｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ａｃｔｕａｔｏｒ，ＳＯ ｈａｔｔ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ． ｐｌａｙｅｄ ｏｎ ＬＣＤ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｓｔａｆｆ．Ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｓｅｎｔ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｅｎｔｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ，ＳＯ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ；ｆａｕｌｔ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ＲＳ４８５